อะไรคือตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพที่เรียกว่า? เอนไซม์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพ

ร่างกายมนุษย์เรียกว่าโรงงานชีวเคมีด้วยเหตุผลที่ดี หลังจากทุกนาทีนับพันนับหมื่นนับพันของกระบวนการออกซิเดชันการแบ่งแยกการลดและปฏิกิริยาอื่น ๆ ที่เกิดขึ้นในนั้น สิ่งที่ช่วยให้พวกเขาสามารถไหลที่ความเร็วดังกล่าวให้แต่ละเซลล์ที่มีพลังงานโภชนาการและออกซิเจน?

แนวคิดของตัวเร่งปฏิกิริยา

ทั้งสารอนินทรีย์และสารเคมีอินทรีย์ใช้กันอย่างแพร่หลายในสารพิเศษซึ่งสามารถเร่งปฏิกิริยาทางเคมีได้ในไม่กี่พันครั้งและบางครั้งก็นับล้าน ๆ ครั้ง ชื่อของสารเหล่านี้คือ "ตัวเร่งปฏิกิริยา" ใน เคมีอนินทรีย์เหล่านี้เป็น โลหะออกไซด์แพลทินัมเงินนิกเกิลและอื่น ๆ

การดำเนินการหลักของพวกเขาคือการสร้างคอมเพล็กซ์เวลากับผู้เข้าร่วมในปฏิกิริยาโดยการลดพลังงานกระตุ้นกระบวนการนี้เร็วขึ้นหลายเท่า หลังจากนั้นการสลายตัวที่ซับซ้อนและตัวเร่งปฏิกิริยาสามารถถอนตัวออกจากทรงกลมในองค์ประกอบเชิงปริมาณและเชิงคุณภาพเช่นเดียวกับก่อนการเริ่มต้นกระบวนการ

มีปฏิกิริยาแปรปรวนสองแบบ:

• เป็นเนื้อเดียวกัน - เร่งและผู้มีส่วนร่วมในสถานะรวม;
• ไม่เท่ากัน - เร่งและผู้เข้าร่วมในรัฐที่แตกต่างกันเป็นส่วนติดต่อของขั้นตอน

นอกจากนี้ยังมีการต่อต้านสารประกอบ - ตัวยับยั้ง พวกเขามีเป้าหมายเพื่อชะลอการเกิดปฏิกิริยาที่จำเป็น ตัวอย่างเช่นพวกเขาช่วยลดระยะเวลาในการก่อตัวของการกัดกร่อน

ตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพมีความแตกต่างจากอนินทรีย์อย่างเห็นได้ชัดและคุณสมบัติของมันค่อนข้างจำเพาะ ดังนั้นในระบบที่อยู่อาศัยปฏิกิริยาจะแตกต่างกัน

เอนไซม์ - มันคืออะไร?

พิสูจน์ได้ว่าถ้าการกระทำของสารพิเศษเร่งกระบวนการที่ระบุไม่ได้ดำเนินการภายในระบบที่อยู่อาศัยแล้วแอปเปิ้ลตามปกติในกระเพาะอาหารจะถูกย่อยประมาณสองวัน สำหรับระยะเวลาดังกล่าวจะเริ่มกระบวนการย่อยสลายและความมึนเมากับผลิตภัณฑ์ที่เน่าเปื่อย แต่นี้ไม่ได้เกิดขึ้นและผลไม้จะดำเนินการอย่างสมบูรณ์ภายในหนึ่งชั่วโมงครึ่ง ดำเนินตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพนี้ซึ่งในปริมาณมากมีอยู่ในองค์ประกอบของแต่ละสิ่งมีชีวิต แต่สิ่งที่พวกเขาและสิ่งที่เป็นพื้นฐานของการกระทำดังกล่าวหรือไม่

ตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพของโปรตีนธรรมชาติคือเอนไซม์ พื้นฐานของพวกเขาคือองค์กรที่มีโครงสร้างที่ซับซ้อนและมีคุณสมบัติเฉพาะ โปรตีนเหล่านี้เป็นโปรตีนที่ไม่ซ้ำกันซึ่งสามารถลดพลังงานการกระตุ้นในกระบวนการของสิ่งมีชีวิตและนำไปใช้งานได้เร็วกว่าค่าปกติของหลายล้านครั้ง

มีหลายตัวอย่างของโมเลกุลดังกล่าว:

• catalase;
• อะไมเลส;
• oxidoreductases;
• กลูโคสออกซิเดส;
• เอนไซม์ไลเปส;
• อินเวอร์;
• ไลโซไซม์;
• Protease และอื่น ๆ

ดังนั้นเราสามารถสรุปได้ว่าเอนไซม์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพของธรรมชาติของโปรตีนซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่แข็งแกร่งช่วยให้กระบวนการต่างๆในสิ่งมีชีวิตมีหลายพันขั้นในอัตราที่สูงมาก การกระทำของพวกเขาขึ้นอยู่กับการย่อยสลายการเกิดออกซิเดชันการลดลง

ความคล้ายคลึงกันระหว่างตัวเร่งปฏิกิริยาอนินทรีย์และโปรตีน

เอนไซม์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพมีคุณสมบัติคล้ายกับสารอนินทรีย์ ซึ่งรวมถึง:

1. เฉพาะปฏิกิริยาที่เป็นไปได้ทางเทอร์โมไดนามิคเท่านั้นที่จะถูกเร่งให้เร็วขึ้น
2. ไม่ส่งผลต่อการกำจัด ความสมดุลทางเคมี ในระบบสมดุล แต่จะเร่งกระบวนการทั้งทางตรงและทางตรงกันข้าม
3. เป็นผลให้ผลิตภัณฑ์เท่านั้นที่ยังคงอยู่ในทรงกลมปฏิกิริยาตัวเร่งปฏิกิริยาไม่ได้รวมอยู่ในจำนวนของพวกเขา

อย่างไรก็ตามนอกเหนือไปจากความคล้ายคลึงกันแล้วยังมีคุณสมบัติที่โดดเด่นของเอนไซม์

ความแตกต่างขึ้นอยู่กับธรรมชาติ

ตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพมีคุณสมบัติเฉพาะหลายประการ:

1. ระดับสูงของการเลือก นั่นคือโปรตีนหนึ่งชนิดสามารถกระตุ้นเฉพาะปฏิกิริยาหรือกลุ่มที่ต้องการได้ บ่อยครั้งที่โครงการ "เอนไซม์ - substrate ของกระบวนการหนึ่ง" ทำงาน
2. มีความเข้มข้นสูงมากเนื่องจาก โปรตีน บาง ชนิด สามารถเร่งปฏิกิริยาได้นับล้านครั้ง
3. เอนไซม์ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อม พวกเขาแสดงกิจกรรมเฉพาะในช่วงอุณหภูมิที่กำหนดเท่านั้น ค่า pH ของตัวกลางมีอิทธิพลอย่างมาก มีเส้นโค้งแสดงค่าต่ำสุดสูงสุดและเหมาะสมสำหรับแต่ละเอนไซม์
4. มีสารประกอบพิเศษที่เรียกว่า effectors ที่สามารถยับยั้งลักษณะของตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพหรือตรงกันข้ามเพื่อส่งผลกระทบต่อพวกเขา
5. พื้นผิวที่เอนไซม์ทำงานได้ต้องมีความจำเพาะเจาะจงอย่างเคร่งครัด มีทฤษฎีที่ประกอบชื่อของกุญแจและล็อค อธิบาย กลไกการทำงานของเอนไซม์ บนพื้นผิว ตัวเร่งปฏิกิริยาเช่นคีย์ถูกสร้างขึ้นในพื้นผิวโดยศูนย์ที่ใช้งานอยู่และปฏิกิริยาจะเริ่มขึ้น
6. หลังจากกระบวนการเอนไซม์ถูกทำลายบางส่วนหรือทั้งหมด

ดังนั้นจึงเป็นที่ชัดเจนว่าความสำคัญของตัวเร่งปฏิกิริยาโปรตีนมีค่าสูงมากสำหรับสิ่งมีชีวิต อย่างไรก็ตามการดำเนินการของพวกเขาอยู่ภายใต้กฎเกณฑ์บางอย่างและ จำกัด กรอบการทำงานของสภาวะแวดล้อม

การศึกษาปฏิกิริยาทางเคมีในโรงเรียน

ภายใต้กรอบของโครงการโรงเรียนตัวเร่งปฏิกิริยาได้รับการศึกษาทั้งด้านเคมีและชีววิทยา ในบทเรียนเคมีพวกเขาจะได้รับการศึกษาจากมุมมองของสารที่ทำให้สามารถสังเคราะห์อุตสาหกรรมเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์จำนวนมาก ในชั้นเรียนชีววิทยาพิจารณาตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพ Class 9 หมายถึงการศึกษาชีววิทยาระดับโมเลกุลและพื้นฐานของชีวเคมี ดังนั้นจึงอยู่ใน ขั้นตอนของการศึกษานี้ที่ นักเรียนได้รับพื้นฐานของความรู้เกี่ยวกับเอนไซม์เป็นสารที่ใช้งานอยู่ในสิ่งมีชีวิตของสิ่งมีชีวิต

ที่บทเรียนการทดลองจะดำเนินการยืนยันกิจกรรมทางเคมีของสารเหล่านี้ในช่วงอุณหภูมิที่กำหนดและ pH ของสื่อ:

• การศึกษาผลของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในแครอทดิบและปรุงสุก
• ผลกระทบต่อเนื้อสัตว์ (แปรสภาพร้อนและดิบ) มันฝรั่งและผลิตภัณฑ์อื่น ๆ

เอนไซม์ในร่างกายมนุษย์

นักเรียนทุกคนที่ได้รับการศึกษาอย่างเพียงพอและข้ามสายการศึกษาระดับกลางรู้ว่าตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพถูกเรียกว่าอย่างไร เอนไซม์ในร่างกายมีความเชี่ยวชาญเฉพาะอย่างเคร่งครัด ดังนั้นสำหรับแต่ละกระบวนการหนึ่งสามารถตั้งชื่อตัวเร่งปฏิกิริยาของ

ดังนั้นเอนไซม์ทั้งหมดของร่างกายสามารถแบ่งออกเป็นหลายกลุ่ม:

• Oxidoreductase เช่น catalase หรือ alcohol dehydrogenase;
• Transferase - kenase;
• hydrolases ที่สำคัญสำหรับการย่อยอาหาร: เอนไซม์ pepsin, amylase, lipoprotein lipase, esterase และอื่น ๆ
• Ligases เช่น DNA polymerase;
• isomerase;
• ไอเลส

เนื่องจากสารประกอบเหล่านี้มีลักษณะเป็นโปรตีนรวมถึงวิตามินที่ซับซ้อนในองค์ประกอบการเพิ่มอุณหภูมิร่างกายจะทำให้โครงสร้างของร่างกายเสื่อมสภาพลงและทำให้เกิดปฏิกิริยาทางชีวเคมีทั้งหมด ในกรณีนี้ร่างกายใกล้ตาย ดังนั้นอุณหภูมิของร่างกายที่สูงจะต้องถูกล้มลงระหว่างการเจ็บป่วย

การใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาโปรตีนในอุตสาหกรรม

มักใช้เอนไซม์ใน อุตสาหกรรมต่างๆ :

• เคมี
• สิ่งทอ
• อาหาร

บนชั้นวางคุณสามารถเห็นผลิตภัณฑ์ทำความสะอาดและ ผงซักฟอก ที่มีเอนไซม์ซึ่งเป็นเอนไซม์ที่ช่วยปรับปรุงคุณภาพของการซักเสื้อผ้า

ทำไมเราต้องใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพ?

การประเมินค่าสูงเกินไปความสำคัญเป็นเรื่องยาก ไม่เพียง แต่ช่วยให้สิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่หายใจกินเผาผลาญอาหาร แต่ยังช่วยให้เราสามารถทำลายขยะอุตสาหกรรมได้รับยาปกป้องและปกป้องสุขภาพและสภาพแวดล้อมของเรา