ตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพเรียกว่าอะไร? เอนไซม์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพ

สารบัญ:

ตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพเรียกว่าอะไร? เอนไซม์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพ
ตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพเรียกว่าอะไร? เอนไซม์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพ
Anonim

ร่างกายมนุษย์เรียกว่าโรงงานชีวเคมีด้วยเหตุผล ท้ายที่สุด กระบวนการออกซิเดชัน การแยกตัว การรีดักชัน และปฏิกิริยาอื่นๆ เกิดขึ้นหลายพัน หมื่นและหลายแสนทุกนาที อะไรทำให้พวกมันไหลด้วยความเร็วมหาศาลเช่นนี้ ทำให้ทุกเซลล์มีพลังงาน สารอาหาร และออกซิเจน

ตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพ
ตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพ

แนวคิดของตัวเร่งปฏิกิริยา

ทั้งในด้านเคมีอนินทรีย์และอินทรีย์ มีการใช้สารพิเศษอย่างแพร่หลายซึ่งสามารถเร่งปฏิกิริยาเคมีได้หลายพันครั้ง และบางครั้งหลายล้านครั้ง ชื่อของสารประกอบเหล่านี้คือ "ตัวเร่งปฏิกิริยา" ในเคมีอนินทรีย์ ได้แก่ ออกไซด์ของโลหะ แพลตตินั่ม เงิน นิกเกิล และอื่นๆ

การกระทำหลักของพวกเขาคือการก่อตัวของสารเชิงซ้อนชั่วคราวกับผู้เข้าร่วมปฏิกิริยา โดยการลดพลังงานกระตุ้น กระบวนการจะดำเนินการเร็วขึ้นหลายเท่า หลังจากนั้น คอมเพล็กซ์จะสลายตัว และตัวเร่งปฏิกิริยาสามารถลบออกจากทรงกลมได้ในองค์ประกอบเชิงปริมาณและเชิงคุณภาพเดียวกันก่อนเริ่มกระบวนการ

ปฏิกิริยาเร่งปฏิกิริยามีสองประเภท:

  • เนื้อเดียวกัน - คันเร่งและผู้เข้าร่วมในหนึ่งเดียวสถานะรวม;
  • ต่างกัน - คันเร่งและผู้เข้าร่วมในรัฐต่าง ๆ มีขอบเขตของเฟส

นอกจากนี้ยังมีสารประกอบที่ออกฤทธิ์ตรงกันข้าม - สารยับยั้ง มีจุดมุ่งหมายเพื่อชะลอปฏิกิริยาที่จำเป็น ตัวอย่างเช่น ช่วยให้คุณลดระยะเวลาในการเกิดสนิมได้

ตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพนั้นแตกต่างจากตัวเร่งปฏิกิริยาอนินทรีย์โดยเนื้อแท้ และคุณสมบัติของพวกมันค่อนข้างเฉพาะเจาะจง ดังนั้นการเร่งปฏิกิริยาในระบบสิ่งมีชีวิตจึงแตกต่างกัน

ตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพระดับ 9
ตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพระดับ 9

เอ็นไซม์ - มันคืออะไร?

ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าหากไม่มีการกระทำของสารพิเศษที่เร่งกระบวนการที่ระบุภายในระบบของสิ่งมีชีวิต แอปเปิลธรรมดาในกระเพาะอาหารก็จะถูกย่อยเป็นเวลาประมาณสองวัน ในช่วงเวลาดังกล่าว กระบวนการของการสลายตัวและความมัวเมากับผลิตภัณฑ์ที่เน่าเปื่อยจะเริ่มขึ้น อย่างไรก็ตามสิ่งนี้ไม่ได้เกิดขึ้นและผลไม้จะถูกประมวลผลอย่างสมบูรณ์ในหนึ่งชั่วโมงครึ่ง นี้ดำเนินการโดยตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพซึ่งมีอยู่ในปริมาณมากในองค์ประกอบของแต่ละสิ่งมีชีวิต แต่มันคืออะไรและอะไรเป็นพื้นฐานของการกระทำดังกล่าว?

ตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพของโปรตีนคือเอนไซม์ พื้นฐานของพวกเขาคือองค์กรที่มีโครงสร้างซับซ้อนซึ่งมีคุณสมบัติเฉพาะหลายประการ พูดง่ายๆ ก็คือ โปรตีนเหล่านี้เป็นโปรตีนพิเศษที่สามารถลดพลังงานกระตุ้นของกระบวนการในสิ่งมีชีวิตและดำเนินการด้วยความเร็วที่เกินค่าปกติหลายล้านเท่า

มีตัวอย่างมากมายของโมเลกุลดังกล่าว:

  • คาตาเลส;
  • อะไมเลส;
  • oxireductase;
  • กลูโคสออกซิเดส;
  • ไลเปส;
  • กลับด้าน;
  • ไลโซไซม์;
  • โปรตีเอสและอื่น ๆ

ดังนั้น เราสามารถสรุปได้ว่า: เอ็นไซม์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพของธรรมชาติของโปรตีน ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่แข็งแกร่ง ทำให้กระบวนการหลายพันกระบวนการในสิ่งมีชีวิตสามารถดำเนินการได้ด้วยความเร็วสูงมาก การย่อย ออกซิเดชัน การฟื้นฟูขึ้นอยู่กับการกระทำ

เอนไซม์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพ
เอนไซม์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพ

ความคล้ายคลึงของตัวเร่งปฏิกิริยาอนินทรีย์และโปรตีน

เอ็นไซม์ที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพมีคุณสมบัติหลายอย่างคล้ายกับสารอนินทรีย์ สิ่งเหล่านี้รวมถึงสิ่งต่อไปนี้:

  1. เร่งปฏิกิริยาที่เป็นไปได้ทางอุณหพลศาสตร์เท่านั้น
  2. ไม่ส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงของสมดุลเคมีในระบบสมดุล แต่เร่งทั้งกระบวนการเดินหน้าและถอยหลังอย่างเท่าเทียมกัน
  3. เป็นผลให้ มีเพียงผลิตภัณฑ์เท่านั้นที่ยังคงอยู่ในทรงกลมของปฏิกิริยา ตัวเร่งปฏิกิริยาไม่ได้รวมอยู่ในนั้น

อย่างไรก็ตาม นอกจากความคล้ายคลึงแล้ว ยังมีคุณสมบัติที่โดดเด่นของเอนไซม์

แตกต่างตามธรรมชาติ

ตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพมีคุณสมบัติเฉพาะหลายประการ:

  1. หัวกะทิในระดับสูง. กล่าวคือ โปรตีนหนึ่งชนิดสามารถกระตุ้นปฏิกิริยาบางอย่างหรือกลุ่มที่คล้ายคลึงกันเท่านั้น ส่วนใหญ่แล้ว โครงการ "เอนไซม์ - สารตั้งต้นของกระบวนการเดียว" ได้ผล
  2. กิจกรรมระดับสูงมาก เพราะโปรตีนบางชนิดสามารถเร่งปฏิกิริยาได้หลายล้านครั้ง
  3. เอนไซม์พึ่งพาได้มากจากสภาวะแวดล้อม พวกมันทำงานในช่วงอุณหภูมิที่กำหนดเท่านั้น ค่า pH ของตัวกลางมีอิทธิพลอย่างมากเช่นกัน มีเส้นโค้งแสดงค่าต่ำสุด สูงสุด และสูงสุดสำหรับแต่ละเอนไซม์
  4. มีสารประกอบพิเศษที่เรียกว่าเอฟเฟกเตอร์ซึ่งสามารถยับยั้งธรรมชาติของตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพหรือในทางกลับกันก็มีผลดีต่อพวกมัน
  5. ซับสเตรทที่เอ็นไซม์ต้องเจาะจงอย่างเคร่งครัด มีทฤษฎีที่เรียกว่ากุญแจและกุญแจ อธิบายกลไกการออกฤทธิ์ของเอนไซม์บนสารตั้งต้น ตัวเร่งปฏิกิริยาเช่นเดียวกับคีย์ถูกฝังอยู่ในซับสเตรตที่มีไซต์แอคทีฟและปฏิกิริยาเริ่มต้นขึ้น
  6. หลังกระบวนการ เอนไซม์ถูกทำลายบางส่วนหรือทั้งหมด

ดังนั้น เห็นได้ชัดว่าตัวเร่งปฏิกิริยาโปรตีนมีความสำคัญสูงมากสำหรับสิ่งมีชีวิต อย่างไรก็ตาม การกระทำของพวกเขาอยู่ภายใต้กฎเกณฑ์บางประการและถูกจำกัดโดยสภาพแวดล้อม

เอนไซม์ ตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพของโปรตีนธรรมชาติ
เอนไซม์ ตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพของโปรตีนธรรมชาติ

การเร่งปฏิกิริยาการเรียนในโรงเรียน

ในหลักสูตรของโรงเรียน ตัวเร่งปฏิกิริยาได้รับการศึกษาทั้งในด้านเคมีและชีววิทยา ในบทเรียนเคมี พวกเขาจะศึกษาจากมุมมองของสารที่ทำให้สามารถสังเคราะห์ทางอุตสาหกรรมและได้ผลิตภัณฑ์ที่หลากหลายจำนวนมาก ในบทเรียนชีววิทยา ถือเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพที่พิจารณา เกรด 9 เป็นการศึกษาเกี่ยวกับอณูชีววิทยาและพื้นฐานของชีวเคมี ดังนั้น ในขั้นของการศึกษานี้ นักศึกษาจึงได้รับความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับเอนไซม์เป็นสารออกฤทธิ์ในสิ่งมีชีวิต

การทดลองดำเนินการในบทเรียนเพื่อยืนยันกิจกรรมทางเคมีของสารเหล่านี้ในช่วงอุณหภูมิที่แน่นอนและ pH ของสิ่งแวดล้อม:

  • การศึกษาผลกระทบของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาต่อแครอทดิบและแครอทต้ม
  • ผลกับเนื้อสัตว์ (ปรุงสุกและดิบ) มันฝรั่ง และผลิตภัณฑ์อื่นๆ

เอ็นไซม์ในร่างกายมนุษย์

เด็กนักเรียนทุกคนที่มีการศึกษาเพียงพอและข้ามเส้นระดับมัธยมศึกษารู้ว่าตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพเรียกว่าอะไร เอ็นไซม์ในร่างกายมีความเชี่ยวชาญเฉพาะทางอย่างเคร่งครัด ดังนั้น สำหรับแต่ละกระบวนการ คุณสามารถตั้งชื่อสารเร่งปฏิกิริยาของคุณได้

ตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพของโปรตีน
ตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพของโปรตีน

ดังนั้น เอนไซม์ทั้งหมดของร่างกายสามารถแบ่งออกเป็นหลายกลุ่ม:

  • oxidoreductases เช่น catalase หรือ alcohol dehydrogenase;
  • โอน - kenase;
  • ไฮโดรเลสที่สำคัญต่อการย่อยอาหาร: เปปซิน อะไมเลส ไลโปโปรตีนไลเปส เอสเทอเรสและอื่น ๆ
  • ligases เช่น DNA polymerase;
  • ไอโซเมอเรส;
  • lyases.

เนื่องจากสารประกอบเหล่านี้มีลักษณะเป็นโปรตีน เช่นเดียวกับคอมเพล็กซ์ของวิตามินในองค์ประกอบ อุณหภูมิของร่างกายที่เพิ่มขึ้นจึงเต็มไปด้วยการเสียสภาพของโครงสร้าง และทำให้ปฏิกิริยาทางชีวเคมีทั้งหมดหยุดลง ในกรณีนี้ สิ่งมีชีวิตใกล้ตาย ดังนั้นอุณหภูมิร่างกายที่สูงจึงจำเป็นต้องลดลงในระหว่างการเจ็บป่วย

การใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาโปรตีนในอุตสาหกรรม

มักใช้เอนไซม์ในอุตสาหกรรมต่างๆอุตสาหกรรม:

  • เคมี;
  • สิ่งทอ;
  • อาหาร

บนชั้นวางของร้านค้า คุณจะเห็นผลิตภัณฑ์ทำความสะอาดและผงซักฟอกที่มีเอ็นไซม์ - เหล่านี้เป็นเอนไซม์ที่ช่วยปรับปรุงคุณภาพของการซักเสื้อผ้า

ตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพเรียกว่าอะไร?
ตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพเรียกว่าอะไร?

ตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพมีไว้เพื่ออะไร

การประเมินความสำคัญของพวกเขาสูงเกินไปเป็นเรื่องยาก ท้ายที่สุด พวกมันไม่เพียงแต่อนุญาตให้สิ่งมีชีวิตมีชีวิตอยู่ หายใจ กิน ดำเนินกระบวนการเผาผลาญ แต่ยังให้โอกาสเราในการทำลายขยะอุตสาหกรรม ได้รับยา ปกป้องและปกป้องสุขภาพและสิ่งแวดล้อมของเรา