Катализатором, или ферментом (в случае биохимической реакции), называется вещество, помогающее протеканию химической реакции, но не изменяющееся в ходе нее.
Скорость протекания химической реакции можно значительно увеличить, если добавить вещество, которое участвует в этой реакции, но при этом само не расходуется. Чтобы лучше это понять, представим себе работу брокера по операциям с недвижимостью. Брокер находит и собирает вместе людей, желающих продать какое-либо имущество, и людей, желающих его купить, таким образом способствуя его продаже и передаче другому владельцу. При этом сам брокер в ходе сделки ничего реально не покупает и не продает. Так же и катализатор, или фермент, способствует протеканию реакции между двумя веществами, но к концу реакции остается в первоначальном виде.
Подалуй, самый известный катализатор находится у нас в машине, в каталитическом нейтрализаторе отработавших газов. Он представляет собой мелкоячеистую металлическую сетку, сделанную из палладия и платины, через которую пропускаются выхлопы из автомобильного двигателя. Эти металлы катализируют ряд химических взаимодействий. Во-первых, они абсорбируют окись углерода (CO), окись азота (NO) и кислород, причем каждая молекула NO распадается на составляющие ее атомы. CO соединяется с атомом кислорода, образуя диоксид углерода, а атомы азота соединяются, и получаются молекулы азота. В то же время избыток кислорода дает возможность углеводородам, не до конца сгоревшим в автомобильных цилиндрах, полностью окислиться до диоксида углерода и воды. Вот так выхлопные газы, которые содержат окись углерода (смертельный яд) и вещества, приводящие к кислотным дождям, а также несгоревшие фрагменты исходных молекул бензина, превращаются в относительно безвредную смесь диоксида углерода, азота и воды.
Чтобы понять действие ферментов, необходимо знать, что для взаимодействия сложных органических молекул недостаточно их простого контакта. Чтобы реакция протекала, определенные атомы в сближающихся молекулах должны быть правильно сориентированы друг относительно друга (так же как ключ определенным образом должен быть вставлен в замок), только тогда смогут образоваться химические связи. То есть для химических процессов, протекающих в биологических системах (см. Биологические молекулы), чрезвычайно важную роль играет пространственная геометрия.
В биохимии крайне мала вероятность того, что две сложные молекулы, предоставленные сами себе, случайно окажутся друг относительно друга в правильной ориентации, необходимой для взаимодействия. Чтобы такая реакция протекала с ощутимой скоростью, нужна помощь молекул определенного типа — ферментов. Фермент притягивает к себе две другие молекулы и удерживает их в правильном положении, чтобы взаимодействие состоялось. Как только реакция произошла, фермент освобождается и повторяет те же действия с другим набором молекул. Все ферменты в биологических системах представляют собой белки, которые могут принимать разнообразные сложные формы. Как и все белки, они закодированы в ДНК и в качестве ферментов управляют скоростью протекания химических реакций.
Другие работы по теме:
Химическая кинетика и равновесие
Химическая кинетика Химическое равновесие Химическая кинетика – раздел химии, который изучает скорость химической реакции и факторы влияющие на неё.
Ферментоподобные полимеры
Гидролиз сложных эфиров в присутствии имидазола. Полимерные катализаторы реакции гидролиза п-нитрофенилацетата. Общие направления имитации энзимов синтетическими полимерами. Каталитические свойства полимеров. Синтез полимеров. Экспериментальные данные.
Иммобилизованные ферменты
Сущность понятия "иммобилизованные ферменты". Главные преимущества иммобилизации. Типы связывания ферментов. Главные отличительные признаки химических методов иммобилизации. Применение иммобилизованных ферментов в производстве кукурузного сиропа.
Димеризация олефинов.Кислотный катализ
Реакция димеризации олефинов - этап переработки олефинов. Кислотный катализ. Процесс с участием растворенных или твердых кислотных катализаторов протекает с образованием ионов карбения или контактных ионных пар. Катализаторы реакции метатезиса олефинов.
Влияние вида катализатора на параметры синтеза метанола
Отличие условий синтеза метанола от условий синтеза высших спиртов. Стадии процесса и их тепловой эффект. Влияние вида катализатора на параметры, скорость и глубину процесса. Синтез метанола на цинк-хромовом катализаторе. Схемы синтеза метанола.
Белки-ферменты
В каждой живой клетке непрерывно происходят сотни биохимических реакций. В ходе этих реакций идут распад и окисление поступающих извне питательных веществ. Клетка использует энергию, полученную вследствие окисления питательных веществ; продукты их расщепления служат для синтеза необходимых клетке органических соединений.
Эволюционная химия
ЭВОЛЮЦИОННАЯ ХИМИЯ Эволюционная химия зародилась в 1950 - 1960 гг. Под эволюционными проблемами следует понимать проблемы самопроизвольного синтеза новых химических соединений (без участия человека). Эти соединения являются более сложными и более высокоорганизованными продуктами по сравнению с исходными веществами.
Основные параметры технологических процессов
Процессы окисления этилена. Режимы, продукты, принципиальные типы и конструкции реакторов. Производство карбоновых кислот. Способы получения капролактама из первичного сырья (нефти, газа, угля). Процессы дегидрохлорирования в хлорорганическом синтезе.
Программа дисциплины "Энзимология"
Требования к теоретическим знаниям и практическим умениям студента-выпускника кафедры биохимии высшего учебного заведения. Цели и задачи дисциплины "Энзимология", ее место в профессиональной подготовке специалистов. Содержание лекций и их проведение.
Классификации катализаторов
В основе классификации катализаторов лежит определенная совокупность свойств или характеристик. Классификация по типу веществ, степени дискретности и коллективности действия, по специфике электронного строения. Использование в химических реакциях.
Крекинг
Крекинг изобрёл русский инженер Шухов в 1891 г. В 1913 г. Изобретение Шухова начали применять в Америке. В настоящее время в США 65% всех бензинов получается на крекинг-заводах.
Гигиенические зубные пасты
Гигиенические пасты сейчас практически не производят, и они редко встречаются в продаже. Они оказывают только очищающее и освежающее действие и не содержат специальных лечебных и профилактических компонентов. Наиболее распространенныу зубные пасты: «Апельсиновая», «Мятная», «Семейная». Также выпускаются пасты с более выраженным антисептическим действием это такие как: «Олимп», «Московская», «БАМ».
Роль белков в организме
Белки - незаменимый строительный материал. Одной из важнейших функций белковых молекул является пластическая. Все клеточные мембраны содержат белок, роль которого здесь разнообразна.
Свободные радикалы и витамины
В последние годы было сделано удивительное открытие, что именно комбинация витаминов А,С,Е является самой главной для здоровья человека. (витамин А в форме бета-каротина, присутствующего в ярко окрашенных фруктах и овощах).
Методы определения N-концевой аминокислоты
Для определения природы N-концевой аминокислоты предложен ряд методов, в частности метод Сэнджера (F. Sanger), основанный на реакции арилирования полипептида 2,4-динитрофторбензолом (ДНФБ).
Ферменты
Ферменты или энзи́мы (от лат. fermentum, англ. ensimo — закваска и ζύμη, zyme — дрожжи) — белковые молекулы или их комплексы, ускоряющие химические реакции в живых системах.
Метанол
История развития отечественного промышленного синтеза метанола. Способы получения метилового спирта. Синтетический способ получения метанола из окиси углерода и водорода.
Катализаторы синтеза метанола
Основные требования, предъявляемые к катализатору синтеза метанола. Производство катализаторов. Приготовление катализаторной массы. Влияние различных параметров на процесс синтеза метанола.
Ферменты
Ферменты - белки, обладающие каталитической активностью. Ферменты являются функциональными единицами клеточного метаболизма.
Реакция Байера-Виллигера
Реакция Байера, перегруппировка Байера-Виллигера, окисление кетонов и альдегидов действием Н2О2, HOSO2OOH или орг. надкислот, приводящее к образованию сложных эфиров, лактонов.
Шифр КФ Классификация ферментов
Шифр КФ (Классификация ферментов) или код фермента — это классификационный номер фермента по международной иерархической классификации. Принятая система классифицирует ферменты по группам и индексирует индивидуальные ферменты, что важно для стандартизации исследований.
Cинтез белка
Синтез белка Важнейшие функции организма: обмен веществ, развитие, рост, движение – осуществляются биохимическими реакциями с участием белков. Поэтому в клетках непрерывно синтезируются белки: белки-ферменты, белки- гормоны, сократительные белки, защитные белки.
Биологические молекулы
Биологические молекулы имеют модульное строение. К числу важных классов биологических молекул относятся белки, углеводы, липиды и нуклеиновые кислоты. Множество других молекул в клетке играют роль «энергетической валюты».
Белки
– это высокомолекулярные соединения, молекулы которых представлены двадцатью альфа – аминокислотами, соединёнными пептидными связями – СО - NН -.Мономерами белков являются аминокислоты. Химическое строение белков весьма просто: они состоят из длинных цепей остатков аминокислот, соединенных между собой пептидными связями. (-СO-NH)
Cинтез белка
Синтез белка Важнейшие функции организма: обмен веществ, развитие, рост, движение – осуществляются биохимическими реакциями с участием белков. Поэтому в клетках непрерывно синтезируются белки: белки-ферменты, белки- гормоны, сократительные белки, защитные белки.
Белки
Белки — это цепочки аминокислот, выполняющие множество функций, важнейшая из которых — ферментативная, то есть регуляция химических реакций в живых организмах.
Генетический код
Три пары оснований молекулы ДНК кодируют одну аминокислоту в белке.
Зельман Ваксман
Ваксман, Зельман Абрахам (Waksman, Selman Abraham) (1888–1973), американский микробиолог, удостоенный в 1952 Нобелевской премии по физиологии и медицине за открытие стрептомицина – первого эффективного противотуберкулезного антибиотика.