Az enzimek, mint biokatalizátorok, sok tekintetben hasonlóak az általános katalizátorokhoz. Ha az adag kicsi és a katalitikus hatásfok magas. Az általános katalizátorokhoz hasonlóan az enzimek csak a kémiai reakciók sebességét tudják megváltoztatni, és nem tudják megváltoztatni a kémiai reakciók egyensúlyi pontját. Maguk az enzimek a reakció előtt és után sem változnak, így a sejtekben viszonylag alacsony tartalmú enzimek rövid időn belül nagyszámú szubsztrát változást képesek katalizálni, ami az enzimkatalízis hatékonyságát tükrözi. Az enzimek csökkenthetik a reakció aktiválási energiáját, de nem változtatják meg a szabadenergia-változást (△ G) a reakció folyamata során, így gyorsítják a reakció sebességét és lerövidítik az egyensúlyi állapot eléréséhez szükséges időt, anélkül, hogy az egyensúlyi állandót megváltoztatnák.
Az enzimek katalitikus hatása egyedülálló tulajdonságokat mutat az általános katalizátorokhoz képest.
(A) az enzimkatalízis nagy hatékonysága
Az enzim katalitikus aktivitása sokkal nagyobb, mint a kémiai katalizátoré. Például a (Fe{0}}-ot tartalmazó) kataláz és a szervetlen vasionok katalizálják a hidrogén-peroxid következő bomlási reakcióját. 1 mol kataláz 5×106 mol H2O2 lebomlását képes katalizálni 1 percen belül. Ugyanilyen körülmények között 1 mol Fe2+ kémiai katalizátor csak 6×10-4 mol H2O2 bomlását képes katalizálni. A kettőhöz képest a kataláz katalitikus hatékonysága körülbelül 1010-szerese a Fe2+ katalitikus hatékonyságának.
Az enzimek katalitikus hatékonysága a forgalomszám fogalmával fejezhető ki. A konverziós szám arra utal, hogy az egyes enzimmolekulák percenként hány molekulát tudnak átalakítani, ha a szubsztrát koncentrációja elég nagy, vagyis a szubsztrát kémiai változását katalizáló molekulák számát. A fent bemutatott adatok szerint a kataláz konverziós száma 5×106-ra számítható. A legtöbb enzim konverziós száma 1 000 körül van, a legnagyobb pedig elérheti a 106-ot is.
(B) az enzimkatalízis magas specifitása
Egy enzim csak egy bizonyos osztályra vagy egy meghatározott anyagra tud hatni. Ez az enzimhatás sajátossága. Például glikozidos kötések, észterkötések és peptidkötések sav-bázis katalízissel hidrolizálhatók, de a kémiai kötéseket hidrolizáló enzimek eltérőek, nevezetesen a megfelelő glikozidáz, észteráz és peptidáz, azaz specifikusan hidrolizálhatók. enzimek, ill.
(C) Az enzim által katalizált reakciókörülmények enyhék.
Az enzimes reakciót általában enyhe körülmények között, például normál hőmérsékleten, normál nyomáson és semleges pH-érték mellett kell végrehajtani. Mivel az enzim fehérje, könnyen elveszíti aktivitását magas hőmérsékleten, erős savban, erős lúgban és egyéb környezetben. Mivel az enzim érzékeny a külső környezet változásaira, könnyen denaturálható és inaktiválható, alkalmazásakor szigorúan ellenőrizni kell a reakciókörülményeket.
(D) az enzimaktivitás szabályozhatósága
A kémiai katalizátorokhoz képest az enzimkatalízis másik jellemzője, hogy katalitikus aktivitása automatikusan szabályozható. Bár sokféle kémiai reakció zajlik az élőlényekben, ezek nagyon összehangoltak és rendezettek. A szubsztrátkoncentráció, a termékkoncentráció és a környezeti feltételek változása befolyásolhatja az enzim katalitikus aktivitását, így szabályozva a biokémiai reakciók összehangolt és rendezett lefolyását. Bármely biokémiai reakció zavara és zavara elkerülhetetlenül betegségekhez, sőt az élőlények halálához vezet. A környezeti változásokhoz való alkalmazkodás és a normális élettevékenység fenntartása érdekében az organizmusok az enzimaktivitások automatikus szabályozásának rendszerét alakították ki a hosszú evolúciós folyamat során. Az enzimek szabályozásának számos módja van, beleértve az inhibitor szabályozást, a visszacsatolás szabályozását, a kovalens módosítás szabályozását, a zimogén aktiválását és a hormonszabályozást.
(D) Az enzim katalitikus aktivitása a koenzimhez, a segédcsoporthoz és a fémionhoz kapcsolódik.
Egyes enzimek összetett fehérjék, amelyekben a kis molekulák, például a koenzim, a kofaktor és a fémionok szorosan kapcsolódnak az enzimek katalitikus aktivitásához. Ha ezeket eltávolítják, az enzim elveszti aktivitását.
A cikkben található információk az internetről származnak, és nem használják kezelési vagy befektetési tanácsként. Ha ez a cikk hatással van az Ön jogaira és érdekeire, vagy érdekli ez a termék, kérjük, időben lépjen kapcsolatba velünk, hogy további segítséget tudjunk nyújtani.