Составители:
Рубрика:
Х и м и ч е с к а я к и н е т и к а
194
Процесс перехода реакции из диффузионной области в кинетическую приводит
к увеличению скорости реакции и энергии ее активации.
2.3.4. Ферментативный катализ
Катализ под действием ферментов называют
ферментативным. Фер-
менты
, или энзимы – это биокатализаторы, продукты жизнедеятельности
живых организмов
. Они имеют более сложное строение по сравнению с неор-
ганическими катализаторами. Ферменты бывают простые и сложные. Простые,
или однокомпонентные, ферменты состоят только из белковых тел, в то время
как сложные ферменты включают белковую и небелковую составляющую. При
этом небелковая составляющая резко увеличивает каталитическую активность
фермента.
По сравнению с химическим катализом
ферментативный имеет ряд особен-
ностей, к числу которых относятся высокая каталитическая активность, четкая
специфичность и селективность, повышенное влияние окружающей среды.
Каталитическая активность биологических катализаторов в миллионы раз
превосходит активность химических. При протекании одних и тех же реакций с
использованием обычного катализатора и фермента наблюдается колоссальное
увеличение скорости ферментативного катализа (
на 12–13 порядков!). Так, на-
пример, константа скорости реакции гидролиза мочевины под действием обыч-
ного кислотного катализатора
(
)
3
H
O
+
равна
(
)
7
7,4 10 /
л
моль с
−
⋅
⋅
, в то время
как под действием фермента уреазы –
(
)
6
5,0 10 /
л
моль с
⋅
⋅ . Данный факт обу-
словлен также снижением энергии активации за счет фермента (от
78,4 / до 27,2 /кДж моль кДж моль в приведенном примере). Скорость реак-
ций, катализируемых ферментами, зависит от концентрации реагирующих ве-
ществ и условий среды. Ускорение ферментативной реакции
1
происходит, в ча-
стности, благодаря тому, что в системе создаются условия для автокаталитиче-
ской реакции.
Ферменты, в отличие от химических катализаторов обладают большей спе-
цифичностью: каждый из них способен ускорить только строго определенную
реакцию и даже образование определенных стереоизомеров. Реже ферменты
катализируют группы реакций: например, фермент пепсин способствует рас-
щеплению
белков. Ферменты более чувствительны к изменению внешних усло-
вий, в частности температуры, чем неорганические катализаторы. Для боль-
шинства растительных ферментов температурный интервал составляет
o
40 60 C− , а для животных ферментов –
o
40 50 C− . Уже при температуре
o
70 80 C− происходит необратимое разрушение ферментов вследствие
денатурации белка.
1
Вопросы теории ферментативного катализа весьма подробно рассмотрены в [12].
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 192
- 193
- 194
- 195
- 196
- …
- следующая ›
- последняя »
