Быстрый поиск

Катализ повсеместно распространен в биохимии; весь огромнейший класс веществ, выступающих в роли биохимических катализаторов, известен под общим названием ферментов. Поведение ферментов и любых других катализаторов подчиняется ряду общих законов. Все эти законы, более подробно перечисленные ниже, кратко сводятся к следующему: ферменты выполняют определенные, только им свойственные функции, не нарушая при этом общих химических и физических законов, как это может показаться на первый взгляд. Рассмотрим основные законы катализа:

 
Что такое ферменты
 
1. Катализатор никогда не катализирует термодинамически невыгодную реакцию, а лишь облегчает возможную, но с трудом протекающую реакцию. Никакой катализатор не может, например, поднять шарик на вершину горы, если тот уже скатился к ее подножию.
 
2. Катализатор никогда не изменяет направление реакции. Если в его отсутствие реакция протекает по схеме A – Б, то все, что может сделать катализатор, — это облегчить процесс А – Б. Он не может, например, осуществить реакцию А – В.
 
3. При помощи катализатора нельзя сдвинуть равновесие химической реакции. Если смешать реагенты какой-либо обратимой реакции, и выдержать смесь в течение достаточно длительного периода времени, в конце концов будет достигнут момент, когда все четыре вещества окажутся в определенных, характерных для данной реакции пропорциях, независимо от того, состояла ли исходная смесь только из A и Б, или только из В и Г, или, наконец, из всех четырех веществ, взятых в произвольных соотношениях. Точно такое же соотношение компонентов реакционной смеси будет достигнуто, если эту реакцию катализировать любым подходящим химическим катализатором или ферментом. Отличие будет лишь в том, что в случае самопроизвольно протекающей реакции равновесие устанавливается медленнее.
 
 
Общие черты ферментов
 
4. При некоторых условиях катализатор может оказывать направляющее влияние на реакцию. Например, в некоторой системе протекают две разные реакции A – Б и А – В. Если обе они термодинамически возможны, то правильно выбранный катализатор способствует преимущественному протеканию какой-либо одной из этих реакций путем большего снижения ее энергии активации по сравнению с другой. Особенно большое значение имеет направляющая роль ферментов, действующих на определенных этапах обмена веществ в живой клетке.
 
5. Наконец, общее для всех каталитических процессов правило заключается в том, что катализатор, хотя и принимает участие в реакции, сам совершенно не расходуется и по окончании процесса может быть в неизмененном виде извлечен из реакционной смеси. Из этого следует, что незначительное количество катализатора может многократно использоваться для осуществления катализируемого им превращения огромного числа молекул исходного реагента. Некоторые ферменты, например, вступают в реакцию и выходят из нее столь быстро, что одна молекула фермента может катализировать превращение полумиллиона молекул за одну минуту. Поэтому влияние ферментов на протекающие в живой клетке процессы практически не зависит от их концентрации в клетке.
 
Таким образом, ферменты являются теми инструментами, которыми пользуется клетка в процессе своей жизнедеятельности как для расщепления на составные части молекулярного «сырья», так и для его соединения. Один набор ферментов осуществляет многостадийный процесс расщепления глюкозы до углекислоты, другой — синтезирует белки из аминокислот или жиры из жирных кислот и т. д. Следует обратить внимание на одну особенность ферментов, которая отличает их от небиологических катализаторов. Если такой катализатор химических реакций, как никель Ренея, успешно катализирует множество, по существу целый класс реакций, относящихся к одному и тому же типу химических превращений — восстановлению водородом, то ферменты действуют чрезвычайно избирательно: они ускоряют какие-то одни реакции и совсем не действуют на другие, хотя и очень близкие процессы. Это не универсальные, а как бы изготовленные на заказ инструменты. В живой клетке практически для любой протекающей реакции имеется свой специфический фермент.
 
 

Рекомендуем почитать!

wheelsurf-serijnyj-odnokolesnyj-monotsikl
Тема моноциклов оказалась очень распространенной. Несмотря на...ДАЛЕЕ .....289
materii-alfa-i-omega
Современное представление о возникновении и эволюции...ДАЛЕЕ .....190
fundamentalnye-issledovaniya-elektrotekhnologii
Ирвинг Ленгмюр родился в 1881 году в Бруклине (США). В 1903...ДАЛЕЕ .....739
na-dne-okeana-dopolnitelnaya-plavuchest
На дне океана.  С увеличением заданной глубины погружения...ДАЛЕЕ .....765
kupola-izobretenie-parashyuta
Изобретение настоящего парашюта приписывают Котельникову. На...ДАЛЕЕ .....668
kto-takie-empaty
Эмпаты, это не обычные люди, их по-другому можно назвать...ДАЛЕЕ .....2029
kesaryu-kesarevo-tajny-snov
Начнем с простого. Каждому из нас приходилось видеть, как в...ДАЛЕЕ .....388
yadernyj-sintez-zvezd-nejtronnye-i-pulsiruyushchie-zvezdy
Вспышки сверхновых звезд являются одним из основных этапов в...ДАЛЕЕ .....634
realno-li-segodnya-zarabatyvat-s-pomoshchyu-lichnogo-bloga
В Рунете с каждым годом появляется всё больше и больше...ДАЛЕЕ .....488
kak-energiya-solntsa-prevrashchaetsya-v-elektrichestvo-i-chto-takoe-fotoelementy
Превращение солнечного излучения в электроэнергию.   Делаются...ДАЛЕЕ .....1137
natsionalnyj-park-komodo
Индонезийский архипелаг поражает своей уникальной природой....ДАЛЕЕ .....671
sovetskij-uchenyj-rasshifrovavshij-yazyk-majya-yurij-valentinovich-knorozov
Кнорозов и его апокалипсис. Кто смотрел фильм...ДАЛЕЕ .....1942
pro-son
Сон-это лучшее лекарство от всех болезней, как говорят с...ДАЛЕЕ .....222
kakoe-metro-samoe-krasivoe-v-mire
Самое-Самое красивое метро в мире    Среди станций...ДАЛЕЕ .....918
proezd-vagonov-po-odnoj-vetke-odin-nad-drugim
Защитный железнодорожный вагон    В рамках...ДАЛЕЕ .....667
knyaz-oleg
Годы правления 879-912      ...ДАЛЕЕ .....855
konki-s-dvumya-lezviyami
Один из любимых рождественских подарков — коньки....ДАЛЕЕ .....971
u-kakikh-nasekomykh-samye-dlinnye-khobotki-i-zachem
САМЫЕ ДЛИННЫЕ «ХОБОТКИ»  Ночная бабочка, живущая на острове...ДАЛЕЕ .....1854
kultura-avstralijskikh-aborigenov
Более 40 тыс. лет назад Австралия уже была населена. В...ДАЛЕЕ .....516
mussony
Явление, аналогичное по условиям возникновения бризам, но...ДАЛЕЕ .....257
otkuda-u-akul-boyazn-delfinov
Акула – это один из древнейших в мире обитатель морей и...ДАЛЕЕ .....669
sovety-po-vyboru-planshetnogo-kompyutera
Практически у всех людей, которые собрались приобрести...ДАЛЕЕ .....389
zelenye-lyagushki
Как вид зеленые лягушки были описаны немецким ученым-биологом...ДАЛЕЕ .....752
uluchshennyj-shlem-dlya-amerikanskoj-armii
Пехота, участвующих в военных действиях, является наиболее...ДАЛЕЕ .....528
vtoroj-etap-razvitiya-biokhimii
Второй этап развития биохимии был кинетическим. Для этого...ДАЛЕЕ .....179
kakaya-ryba-samaya-bystraya-na-zemle-ryba-parusnik
Рыба парусник - рекордсмен по скорости среди рыб. Как...ДАЛЕЕ .....975
teoriya-otnositelnosti-prostymi-slovami
  В статье описана теория относительности Эйнштейна...ДАЛЕЕ .....2164
budut-li-russkie-na-marse
В один из дней ХХ1 века кто-то из сегодняшних школьников...ДАЛЕЕ .....805
uvelichenie-kolichestva-lda-v-antarktike
Почему Антарктида увеличивается из-за глобального потепления? -...ДАЛЕЕ .....721
vyrazhenie-more-po-koleno-znachenie-frazeologizma-ego-proiskhozhdenie
Есть такая категория людей, которая удивляет других своими...ДАЛЕЕ .....2383