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生物学的触媒とは何ですか？生物学的触媒としての酵素

人体は生化学と呼ばれています工場は無駄ではありません。実際、毎分、酸化、分裂、還元、その他の反応の数千、数万、数十万のプロセスがその中で起こります。何が彼らをそのような途方もない速度で流れさせ、各細胞にエネルギー、栄養、酸素を提供するのでしょうか？

触媒を理解する

無機化学と有機化学の両方で非常に広く使用されているのは、化学反応の過程を数千回、時には数百万回も加速できる特殊な物質です。これらの化合物の名前は「触媒」です。無機化学では、これらは金属酸化物、白金、銀、ニッケルなどです。

彼らの主な行動は一時的な形成です反応参加者との複合体、活性化エネルギーの減少により、プロセスは数倍速く実行されます。その後、複合体は崩壊し、触媒は、プロセスの開始前と同じ定量的および定性的組成で球から除去することができます。

触媒反応には2つのオプションがあります。

同種-同じ集約状態のアクセラレータと参加者。
異種-異なる状態のアクセラレータと参加者には、相境界があります。

さらに、反対の行動もあります。化合物-阻害剤。それらは必要な反応を遅くすることを目的としています。たとえば、腐食が発生するのにかかる時間を短縮します。

生物学的触媒は本質的に無機触媒とは異なり、それらの特性はやや特異的です。したがって、生体システムでは、触媒作用は異なります。

酵素-それらは何ですか？

特別な行動が示されたプロセスを加速する物質は、生きているシステムの中で実行されませんでした、そして、胃の中の普通のリンゴは約2日間消化されました。そのような時間の間、崩壊生成物による分解と中毒のプロセスが始まります。しかし、これは起こらず、果実は1時間半で完全に処理されます。これは、各生物の組成に大量に存在する生物学的触媒によって達成されます。しかし、それらは何であり、そのような行動は何に基づいていますか？

タンパク質の性質の生物学的触媒は酵素。それらの基礎は、いくつかの特定の特性を持つ複雑な構造組織です。簡単に言えば、これらは生物のプロセスの活性化エネルギーを減らし、通常の値を数百万倍超える速度でそれらを実行することができるユニークなタンパク質です。

そのような分子の多くの例があります：

カタラーゼ;
アミラーゼ;
オキシレダクターゼ;
グルコースオキシダーゼ;
リパーゼ;
インベルターゼ;
リゾチーム;
プロテアーゼなど。

したがって、次のように結論付けることができます。酵素はタンパク質の性質を持つ生物学的触媒であり、強力な促進剤として機能し、生物の何千ものプロセスを非常に高速に実行できるようにします。消化、酸化、還元はそれらの作用に基づいています。

無機触媒とタンパク質触媒の類似点

生物学的触媒としての酵素は、無機のものと同様の多くの特性を持っています。これらには次のものが含まれます。

熱力学的に可能な反応のみが加速されます。
それらは平衡系の化学平衡のシフトに影響を与えませんが、直接プロセスと逆プロセスの両方を等しく加速します。
結果として、生成物のみが反応の領域に残り、触媒はそれらの中には含まれません。

しかし、類似性に加えて、酵素の特徴もあります。

本質的な違い

生物学的触媒にはいくつかの特定の特徴があります。

高度な選択性。つまり、1つのタンパク質は、特定の反応または類似の反応のグループのみを活性化することができます。ほとんどの場合、「酵素-1つのプロセスの基質」というスキームが機能します。
一部の種類のタンパク質は何百万回も反応を加速することができるため、非常に高度な活性。
酵素は環境条件に大きく依存しています。それらは特定の温度範囲でのみ活性を示します。環境のpHも強く影響されます。各酵素の指標の観点から、最小値、最大値、最適値を示す曲線があります。
エフェクターと呼ばれる特別な化合物があり、生物学的触媒の性質を阻害したり、逆にそれらにプラスの影響を与えたりすることができます。
酵素が作用する基質は厳密に具体的にしてください。キーとロックと呼ばれる理論があります。基質に対する酵素の作用機序を説明しています。キーのように、触媒はその活性中心によって基質に組み込まれ、反応が始まります。
プロセスの後、酵素は部分的または完全に破壊されます。

したがって、タンパク質触媒の重要性が生物にとって非常に高いことは明らかです。ただし、それらのアクションには特定のルールが適用され、環境条件のフレームワークによって制限されます。

学校で触媒作用を勉強する

学校のカリキュラムの一部として、触媒化学と生物学の両方で勉強しました。化学の授業では、工業合成を可能にする物質の観点から研究し、さまざまな製品を数多く手に入れています。生物学の授業では、考慮されるのは生物学的触媒です。グレード9は、分子生物学と生化学の基礎の研究を含みます。したがって、学生が生物の生物の活性物質としての酵素についての知識の基礎を学ぶのは、教育のこの段階です。

教室では、特定の温度範囲と環境のpHでこれらの物質の化学活性を確認する実験が行われます。