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!

podrobnee-o-tsiklonakh
  НАПРАВЛЕНИЕ ВЕТРОВ В...ДАЛЕЕ .....519
chto-gde-kogda-kak-zadat-khoroshij-vopros
Поговорим о том, как же правильно составить и задать...ДАЛЕЕ .....780
gde-i-kogda-poyavilis-perchatki
История перчаток Мода бросает...ДАЛЕЕ .....1026
kakaya-byla-pervaya-pismennost-i-kto-ee-pridumal
Письменность – это интересно   Ранняя...ДАЛЕЕ .....1349
vodopady-iguasu
На границе Бразильского штата Парана и Аргентинской области...ДАЛЕЕ .....1029
korrektsiya-modelej
Модели — это изображения реальности (или, по крайней...ДАЛЕЕ .....393
tank-14-armata
Накануне последнего парада посвященного великой отечественной...ДАЛЕЕ .....765
fundamentalnaya-svyaz-piramidy-zhizni-bakterii
Среди одноклеточных организмов лишь бактерии и сине-зеленые...ДАЛЕЕ .....415
govorit-krasivo
Всё больше людей, занявшись предпринимательской деятельностью...ДАЛЕЕ .....442
kakoe-nasekomoe-yavlyaetsya-samym-malenkim-v-mire
На этот вопрос, вряд ли даст ответ даже самый...ДАЛЕЕ .....1045
v-teorii-proiskhozhdeniya-vsego
Некоторые аспекты устройства материи. Испокон века, лучшие...ДАЛЕЕ .....832
imperator-aleksandr-ii
Годы правления 1855-1881   Александр II  ...ДАЛЕЕ .....847
molodye-zvezdnye-skopleniya
  Открытые скопления.   Открытые...ДАЛЕЕ .....803
parizhskaya-pushka
Идея парижской пушки заключалась в следующем. Ствол орудия...ДАЛЕЕ .....812
yu-a-ajkhenvald-siluety-russkikh-pisatelej
Знаток философских учений, Айхенвальд прячет от читателя...ДАЛЕЕ .....1549
moskitnaya-likhoradka
Москитная лихорадка встречается в Крыму, на Кавказе и в...ДАЛЕЕ .....807
derevyannogo-zodchestva
  Крестьянская изба     Бревенчатая изба –...ДАЛЕЕ .....482
kembrij-razvitie-organicheskogo-mira
Кембрий - самый ранний период палеозойской эры зона фанерозоя...ДАЛЕЕ .....1009
rozhdenie-i-annigilyatsiya-elementarnykh-chastits
Большинство известных в настоящее время элементарных частиц не...ДАЛЕЕ .....461
kto-izobrjol-multivibrator
Интересные сведения об изобретении...ДАЛЕЕ .....972
davno-li-poyavilsya-shipuchij-poroshok
Интересные сведения о шипучке.   Шипучий...ДАЛЕЕ .....1170
В XIХ-ом веке была популярной точка зрения, выдвинутая А. А....ДАЛЕЕ .....899
bakterialnye-infektsii-slepni-sibirskaya-yazva
Из бактериальных инфекций слепни механически переносят...ДАЛЕЕ .....966
metall-i-plamya-drevnee-iskusstvo
«Золотое» начало древней сварки. Загадка...ДАЛЕЕ .....1210
knyaz-georgij-vsevolodovich
Годы правления 1219-1238   Князь Георгий...ДАЛЕЕ .....970
organicheskie-elektronnye-ustrojstva
Ученые Тель-авивского университета (Израиль) создали новую...ДАЛЕЕ .....827
mashiny-kotorye-obuchayut
Много лет назад, в 1903 году, один русский ученый проводил...ДАЛЕЕ .....410
dostupno-ob-atomakh
Атомы — это крошечные частички, из которых состоит...ДАЛЕЕ .....438
roboty
Вначале была пьеса чешского драматурга об искусственном...ДАЛЕЕ .....851