Katalitičke karakteristike enzima

Enzimi, kao biokatalizatori, u mnogim su aspektima slični općim katalizatorima. Ako je doza mala i katalitička efikasnost je visoka. Kao i opći katalizatori, enzimi mogu promijeniti samo brzinu kemijskih reakcija i ne mogu promijeniti tačku ravnoteže kemijskih reakcija. Sami enzimi se ne mijenjaju prije i poslije reakcije, tako da enzimi sa relativno niskim sadržajem u stanicama mogu katalizirati veliki broj promjena supstrata u kratkom vremenskom periodu, što odražava efikasnost enzimske katalize. Enzimi mogu smanjiti energiju aktivacije reakcije, ali ne mijenjaju promjenu slobodne energije (△ G) tokom procesa reakcije, čime se ubrzava brzina reakcije i skraćuje vrijeme za postizanje ravnoteže, bez promjene konstante ravnoteže.

Katalitički efekat enzima pokazuje jedinstvene karakteristike u poređenju sa opštim katalizatorima.

(A) visoka efikasnost enzimske katalize

Katalitička aktivnost enzima je mnogo veća od aktivnosti hemijskog katalizatora. Na primjer, katalaza (koja sadrži Fe2+) i neorganski joni željeza kataliziraju sljedeću reakciju razgradnje vodonik peroksida. 1 mol katalaze može katalizirati razgradnju 5×106 mola H2O2 u roku od 1 min. Pod istim uslovima, 1 mol hemijskog katalizatora Fe2+ može katalizirati samo 6×10-4 mola razgradnje H2O2. U poređenju sa ova dva, katalitička efikasnost katalaze je oko 1010 puta veća od Fe2+.

Katalitička efikasnost enzima može se izraziti konceptom broja obrtaja. Broj konverzije se odnosi na broj molekula koje može konvertirati svaki molekul enzima u minuti kada je koncentracija supstrata dovoljno velika, odnosno broj molekula koji katalizuju kemijsku promjenu supstrata. Prema gore navedenim podacima, broj konverzije katalaze može se izračunati kao 5×106. Broj konverzije većine enzima je oko 1 000, a najveći može doseći više od 106.

(B) visoka specifičnost enzimske katalize

Enzim može djelovati samo na određenu klasu ili određenu supstancu. To je specifičnost djelovanja enzima. Na primjer, glikozidne veze, esterske veze i peptidne veze mogu se hidrolizirati kiselo-baznom katalizom, ali enzimi koji hidroliziraju ove kemijske veze su različiti, odnosno odgovarajuća glikozidaza, esteraza i peptidaza, odnosno mogu se hidrolizirati specifičnim enzimima.

(C) Reakcioni uslovi koje katalizira enzim su blagi.

Enzimska reakcija se generalno zahtijeva pod blagim uvjetima kao što su normalna temperatura, normalan tlak i neutralna pH vrijednost. Pošto je enzim protein, lako je izgubiti svoju aktivnost na visokoj temperaturi, jakoj kiselini, jakom alkalnom i drugim sredinama. Budući da je enzim osjetljiv na promjenu vanjskog okruženja i lako se denaturira i inaktivira, uvjeti reakcije moraju biti strogo kontrolirani kada se koristi.

(D) prilagodljivost aktivnosti enzima

U poređenju sa hemijskim katalizatorima, još jedna karakteristika enzimske katalize je da se njena katalitička aktivnost može automatski regulisati. Iako postoji mnogo vrsta hemijskih reakcija u organizmima, one su vrlo koordinisane i uredne. Promjena koncentracije supstrata, koncentracije proizvoda i uvjeta okoline mogu utjecati na katalitičku aktivnost enzima, kontrolirajući tako koordiniran i uredan napredak biokemijskih reakcija. Poremećaj i poremećaj bilo koje biohemijske reakcije neminovno će dovesti do bolesti, pa čak i smrti organizama. Da bi se prilagodili promjenama okoliša i održali normalne životne aktivnosti, organizmi su formirali sistem automatske regulacije aktivnosti enzima u dugom procesu evolucije. Postoji mnogo načina za regulaciju enzima, uključujući regulaciju inhibitora, regulaciju povratnih informacija, regulaciju kovalentne modifikacije, aktivaciju zimogena i kontrolu hormona.

(D) Katalitička aktivnost enzima vezana je za koenzim, pomoćnu grupu i metalni ion.

Neki enzimi su složeni proteini u kojima su male molekule poput koenzima, kofaktora i metalnih jona usko povezane sa katalitičkom aktivnošću enzima. Ako se uklone, enzim gubi svoju aktivnost.

 Informacije u ovom članku dolaze s interneta i ne koriste se kao savjeti za liječenje ili ulaganja. Ako ovaj članak ima utjecaja na vaša prava i interese ili vas zanima ovaj proizvod, kontaktirajte nas na vrijeme kako bismo vam pružili dodatnu pomoć