Είναι το ένζυμο καταλύτης: 7 γεγονότα που πρέπει να γνωρίζετε

Σε αυτήν την ανάρτηση, θα βρείτε πληροφορίες σχετικά με το ένζυμο ένας καταλύτης, τα παραδείγματα τους και λεπτομερή γεγονότα γύρω από αυτό.

Είναι το ένζυμο καταλύτης, το ένζυμο μπορεί να καταλύσει τις βιοχημικές αντιδράσεις ακόμη και σε μικρή συγκέντρωση. Επιταχύνουν την αντίδραση όπως κάνει ο καταλύτης, χωρίς να καταναλωθούν κατά τη διάρκεια της αντίδρασης.

Είναι ο καταλύτης και τα ένζυμα το ίδιο;

Ο καταλύτης και τα ένζυμα είναι διαφορετικοί, καταλύτης μπορεί να είναι οποιαδήποτε ουσία που προκαλεί την αλλαγή στον ρυθμό αντίδρασης. Ενώ τα ένζυμα είναι πρωτεϊνικής φύσης που συνήθως εκκρίνονται από ζωντανά κύτταρα για να καταλύουν τη συγκεκριμένη αντίδραση χωρίς να αλλάζουν τα ίδια στην αντίδραση.

Η κατάλυση είναι μια διαδικασία αλλαγής του ρυθμού αντίδρασης με τη βοήθεια μιας συγκεκριμένης μικρής ποσότητας ουσίας που ονομάζεται καταλύτης. Εάν ο ρυθμός αντίδρασης αυξάνεται, ο καταλύτης θεωρείται θετικός. Ο καταλύτης είναι αρνητικός, εάν η μεταβολή του ρυθμού αντίδρασης μειωθεί. Οι καταλύτες που εργάζονται στο βιολογικό σύστημα θεωρούνται βιοκαταλύτες ή ένζυμα.

Πώς λειτουργεί ένα ένζυμο ως καταλύτης;

Τα ένζυμα δρουν ως βιοκαταλύτες στη βιολογική αντίδραση που λαμβάνει χώρα μέσα στον ζωντανό οργανισμό. Τα ένζυμα σχηματίζονται συνήθως στα ζωντανά κύτταρα κατά τη διάρκεια της αντίδρασης. Καταλύουν τις βιοχημικές αντιδράσεις αλλά ποτέ δεν ξεκινούν την αντίδραση.

είναι ένα ένζυμο καταλύτης
Τρισδιάστατη δομή ενζύμου από Wikipedia

Λειτουργούν για να επιταχύνουν τη βιοχημική αντίδραση για να επιτευχθεί ισορροπία αρκετά νωρίς. Δεν καταναλώνονται ούτε αλλάζουν στη βιοχημική αντίδραση. Μπορούν να λειτουργήσουν και να καταλύσουν την αντίδραση και προς τις δύο κατευθύνσεις, δηλαδή αντίστροφες αντιδράσεις. Ακόμη και μια ελάχιστη συγκέντρωση ενζύμων εάν είναι επαρκής για τη διεξαγωγή βιοχημικής αντίδρασης.

Πού δρουν τα ένζυμα ως καταλύτες;

Στα βιολογικά συστήματα, τα ένζυμα δρουν ως καταλύτης που αυξάνει τη χημική αντίδραση μειώνοντας την ενέργεια ενεργοποίησης. Οι βιοχημικές αντιδράσεις που λαμβάνουν χώρα στα κύτταρα απαιτούν πολλή ενέργεια. Όμως, η ενέργεια είναι ένας περιοριστικός παράγοντας και τα κύτταρα τη χρησιμοποιούν πολύ αποτελεσματικά.

Για τη διεξαγωγή βιολογικών αντιδράσεων στο κύτταρο, παράγονται ένζυμα και λειτουργούν ως καταλύτες για να ενισχύσουν την αντίδραση χρησιμοποιώντας μικρή ποσότητα ενέργειας, τα ένζυμα διατηρούν την ενέργεια. Και δεν καταναλώνονται στην αντίδραση αλλά μπορούν να χρησιμοποιηθούν ξανά και ξανά χωρίς να εκμεταλλεύονται τον εαυτό τους.

Γιατί τα ένζυμα είναι καταλύτες;

Τα ένζυμα είναι καταλύτες επειδή επιφέρουν την αλλαγή στον ρυθμό αντίδρασης χωρίς να εκμεταλλεύονται τον εαυτό τους στην αντίδραση. Τα ένζυμα είναι πρωτεϊνικής φύσης που συνήθως εκκρίνονται από ζωντανά κύτταρα για να καταλύουν τη συγκεκριμένη αντίδραση χωρίς να αλλάζουν τα ίδια στην αντίδραση.

Εάν ο ρυθμός αντίδρασης αυξάνεται, ο καταλύτης θεωρείται θετικός. Ο καταλύτης είναι αρνητικός, εάν η μεταβολή του ρυθμού αντίδρασης μειωθεί. Οι καταλύτες που εργάζονται στο βιολογικό σύστημα θεωρούνται βιοκαταλύτες ή ένζυμα.

Είναι όλα τα ένζυμα καταλύτες;

Όλα τα ένζυμα θεωρούνται ως καταλύτες επειδή τόσο το ένζυμο όσο και ο καταλύτης αυξάνουν τον ρυθμό αντίδρασης χωρίς να εκμεταλλεύονται τον εαυτό τους στην αντίδραση. Οι καταλύτες είναι συνήθως ανόργανες ουσίες ενώ τα ένζυμα είναι οργανικής φύσης. Εκτός από λίγα, όλα τα ένζυμα είναι πρωτεϊνούχα.

Λειτουργούν για να επιταχύνουν τη βιοχημική αντίδραση για να επιτευχθεί ισορροπία αρκετά νωρίς. Δεν καταναλώνονται ούτε αλλάζουν στη βιοχημική αντίδραση. Μπορούν να λειτουργήσουν και να καταλύσουν την αντίδραση και προς τις δύο κατευθύνσεις, δηλαδή αντίστροφες αντιδράσεις. Ακόμη και μια ελάχιστη συγκέντρωση ενζύμων εάν είναι επαρκής για τη διεξαγωγή βιοχημικής αντίδρασης.

Παραδείγματα ενζύμων ως καταλύτης

Υπάρχουν δύο ομάδες στις οποίες χωρίζονται τα ένζυμα, τα αποσμολυτικά και τα υδρολυτικά. Τα ένζυμα που ανήκουν στην ομάδα υδρόλυσης συνήθως διασπούν τα μεγαλύτερα μόρια σε μικρότερες ουσίες χρησιμοποιώντας μόριο νερού. Παραδείγματα είναι: αμυλάση, μαλτάση, σακχαράση, λακτάση κ.λπ.

απομολυστικό ένζυμα καταλύουν άλλες αντιδράσεις που δεν περιλαμβάνουν υδρόλυση. Παραδείγματα είναι: Οξειδάσες, αναγωγάσες, αφυδρογονάσες, υπεροξειδάσες, αλδολάσες, καρβοξυλάσες, τρανσφωσφορυλάσες κ.λπ.

Διαφορά μεταξύ καταλύτη και ενζύμων

ΚαταλύτηςΈνζυμα
Συνήθως είναι ανόργανες ουσίες.Είναι βιολογικά και εκτός από λίγα, όλα είναι πρωτεϊνούχα στη φύση.
Είναι απλά μόρια ή ιόντα.Είναι σύνθετες ουσίες με τρισδιάστατη διαμόρφωση.
Συνήθως είναι μικρού μεγέθους σε σύγκριση με το υπόστρωμα και το αντιδρών.Είναι μεγαλύτερα σε σύγκριση με το υπόστρωμα και τα αντιδρώντα.
Μικρότερο σε μέγεθοςΜεγαλύτερο σε μέγεθος
Με χαμηλό μοριακό βάρος.Έχοντας υψηλό μοριακό βάρος.
Ανήκει σε μη ζωντανό κόσμο.Προέρχονται από ζωντανά κύτταρα.
Καταλύουν μη βιολογικές αντιδράσεις.Καταλύουν βιοχημικές αντιδράσεις.
Είναι λιγότερο συγκεκριμένα και μπορούν να καταλύσουν διάφορες αντιδράσεις.Έχουν πολύ συγκεκριμένο χαρακτήρα.
Η αποτελεσματικότητα είναι χαμηλή.Η αποτελεσματικότητα είναι υψηλή.
Τα ρυθμιστικά μόρια απουσιάζουν.Συνήθως ρυθμίζονται από συγκεκριμένα μόρια.
Δεν είναι ευαίσθητα στην αλλαγή του pHΕίναι ιδιαίτερα ευαίσθητα στην αλλαγή του pH.
Δεν επηρεάζεται από τη θερμοκρασία.Επηρεασμένο από τη θερμοκρασία, απενεργοποιημένο στο 0oC και μετουσιώθηκε πάνω από 45C.
Δεν επηρεάζονται από πρωτεϊνικά δηλητήρια.Η δραστηριότητά τους επηρεάζεται από πρωτεϊνικά δηλητήρια και καταστρέφονται.
Δεν έχουν καμία επίδραση ακτινοβολιών.Οι ακτινοβολίες βραχέων κυμάτων μπορούν μετουσίωση των ενζύμων.

Ιδιότητες των ενζύμων

  • Εκτός από τη ριβοζύμη, την πεπτιδυλ τρανσφεράση και τη ριβονουκλεάση-Ρ, όλα είναι πρωτεϊνούχα στη φύση.
  • Τα ένζυμα έχουν υψηλό μοριακό βάρος. Η πυροσταφυλική αφυδρογονάση έχει την υψηλότερο μοριακό βάρος περίπου 4,600,000 Daltons.
  • Τα ένζυμα έχουν κολλοειδή φύση, είναι συνήθως υδρόφιλα κολλοειδή.
  • Μέσα στα ζωντανά κύτταρα σχηματίζονται ένζυμα. Ποτέ δεν ξεκινούν τις αντιδράσεις στο βιολογικό σύστημα ή ακόμη και δεν αλλάζουν τις ισορροπίες.
  • Λειτουργούν για να επιταχύνουν τη βιοχημική αντίδραση για να επιτευχθεί ισορροπία αρκετά νωρίς.
  • Δεν καταναλώνονται ούτε αλλάζουν στη βιοχημική αντίδραση.
  • Σε μια βιοχημική αντίδραση, ένζυμο κάνει ένα σύμπλεγμα με υπόστρωμα για σύντομο χρονικό διάστημα, αντιδρούν ή αλληλεπιδρούν με το υπόστρωμα για να σχηματίσουν προϊόν και παραμένουν προσκολλημένοι με το προϊόν για κάποιο χρονικό διάστημα. Το προϊόν απελευθερώνεται και γίνεται ένζυμο εάν απελευθερωθεί χωρίς να αλλάξει.
  • Τα ένζυμα έχουν αμετάβλητη μορφή, ούτε καταναλώνονται ούτε αλλάζουν κατά τη διάρκεια βιολογικών αντιδράσεων.
  • Το ένζυμο έχει αναστρέψιμη φύση, σημαίνει ότι μπορεί να καταλύσει την αντίδραση και προς τις δύο κατευθύνσεις. Για παράδειγμα, το μηλικό οξύ μετατρέπεται σε φουμαρικό οξύ και αντίστροφα με τη βοήθεια του ενζύμου φουμαράση.
  • Τα ένζυμα είναι εξαιρετικά ειδικά στη φύση.
  • Η μικρή συγκέντρωση του ενζύμου είναι ικανή να καταλύει βιοχημικές αντιδράσεις και το ίδιο ένζυμο μπορούν να χρησιμοποιηθούν ξανά και ξανά.
  • Η ανυδράση του άνθρακα είναι το ταχύτερο γνωστό ένζυμο. Έχει 36 εκατομμύρια αριθμό ανατροπής για μόρια υποστρώματος που αλλάζουν ανά λεπτό ανά μόριο ενζύμου.
  • Τα ένζυμα είναι πολύ ευαίσθητα στη θερμοκρασία και το pH. Τα περισσότερα από τα ένζυμα απενεργοποιούνται στο 0o C ή μετουσιωμένη πάνω από 40oC. Απαιτούν συγκεκριμένο εύρος θερμοκρασίας και pH για να λειτουργήσουν βιοχημικές αντιδράσεις.

Ομοιότητες μεταξύ ενζύμου και καταλύτη

  • Η μικρή ποσότητα είναι αρκετή για να καταλύσει την αντίδραση από τον καταλύτη και τα ένζυμα.
  • Δεν αλλάζουν την ισορροπία της αντίδρασης.
  • Λειτουργούν για να επιταχύνουν τη βιοχημική αντίδραση για να επιτευχθεί ισορροπία αρκετά νωρίς.
  • Τα ένζυμα και ο καταλύτης αυξάνουν τη χημική αντίδραση μειώνοντας την ενέργεια ενεργοποίησης. Οι βιοχημικές αντιδράσεις που λαμβάνουν χώρα στα κύτταρα απαιτούν πολλή ενέργεια. Όμως, η ενέργεια είναι ένας περιοριστικός παράγοντας και τα κύτταρα τη χρησιμοποιούν πολύ αποτελεσματικά.
  • Τόσο το ένζυμο όσο και ο καταλύτης αυξάνουν την ταχύτητα αντίδρασης.
  • Και τα δύο αντιδρούν με το υπόστρωμα χωρίς να παραμένουν αμετάβλητα ποιοτικά και ποσοτικά, επομένως μπορούν να χρησιμοποιηθούν ξανά και ξανά.
  • Τόσο τα ένζυμα όσο και ο καταλύτης μπορούν να καταλύσουν την αντίδραση με αναστρέψιμο τρόπο.
  • Και οι δύο σχηματίζουν βραχύβια σύμπλοκα με υπόστρωμα ή αντιδρώντα.
  • Το προϊόν που σχηματίζεται έτσι από τον καταλύτη και τα ένζυμα δεν αλλάζουν από αυτά.

Συμπέρασμα

Για να ολοκληρώσουμε αυτήν την ανάρτηση, συμπεραίνουμε ότι τόσο τα ένζυμα όσο και ο καταλύτης μπορούν να καταλύσουν τις αντιδράσεις. Τα ένζυμα είναι πρωτεϊνικής φύσης εκτός από λίγα, αλλά οι καταλύτες είναι ανόργανοι στη φύση. Επομένως όλα τα ένζυμα είναι καταλύτες αλλά όλοι οι καταλύτες δεν είναι ένζυμα.

Και τα δύο έχουν κοινές ομοιότητες και διαφορές. Τα ένζυμα λειτουργούν σε ένα εξαιρετικά συγκεκριμένο εύρος θερμοκρασίας και pH, ενώ ο καταλύτης όχι, ακόμη και αυτά δεν επηρεάζονται καν από τις ακτινοβολίες. Και τα δύο λειτουργούν για να επιταχύνουν τη βιοχημική αντίδραση χωρίς να εκμεταλλεύονται ή ακόμη και να μην αλλάζουν τη μορφή τους.

Διαβάστε επίσης: