Катализаторы и ферменты
Катализаторы и ферменты
Катализатором,
или ферментом (в случае биохимической реакции), называется вещество, помогающее
протеканию химической реакции, но не изменяющееся в ходе нее.
Скорость
протекания химической реакции можно значительно увеличить, если добавить
вещество, которое участвует в этой реакции, но при этом само не расходуется.
Чтобы лучше это понять, представим себе работу брокера по операциям с
недвижимостью. Брокер находит и собирает вместе людей, желающих продать
какое-либо имущество, и людей, желающих его купить, таким образом способствуя
его продаже и передаче другому владельцу. При этом сам брокер в ходе сделки
ничего реально не покупает и не продает. Так же и катализатор, или фермент,
способствует протеканию реакции между двумя веществами, но к концу реакции
остается в первоначальном виде.
Подалуй,
самый известный катализатор находится у нас в машине, в каталитическом
нейтрализаторе отработавших газов. Он представляет собой мелкоячеистую металлическую
сетку, сделанную из палладия и платины, через которую пропускаются выхлопы из
автомобильного двигателя. Эти металлы катализируют ряд химических
взаимодействий. Во-первых, они абсорбируют окись углерода (CO), окись азота
(NO) и кислород, причем каждая молекула NO распадается на составляющие ее
атомы. CO соединяется с атомом кислорода, образуя диоксид углерода, а атомы
азота соединяются, и получаются молекулы азота. В то же время избыток кислорода
дает возможность углеводородам, не до конца сгоревшим в автомобильных
цилиндрах, полностью окислиться до диоксида углерода и воды. Вот так выхлопные
газы, которые содержат окись углерода (смертельный яд) и вещества, приводящие к
кислотным дождям, а также несгоревшие фрагменты исходных молекул бензина, превращаются
в относительно безвредную смесь диоксида углерода, азота и воды.
Чтобы
понять действие ферментов, необходимо знать, что для взаимодействия сложных
органических молекул недостаточно их простого контакта. Чтобы реакция
протекала, определенные атомы в сближающихся молекулах должны быть правильно
сориентированы друг относительно друга (так же как ключ определенным образом
должен быть вставлен в замок), только тогда смогут образоваться химические
связи. То есть для химических процессов, протекающих в биологических системах
(см. Биологические молекулы), чрезвычайно важную роль играет пространственная
геометрия.
В
биохимии крайне мала вероятность того, что две сложные молекулы,
предоставленные сами себе, случайно окажутся друг относительно друга в
правильной ориентации, необходимой для взаимодействия. Чтобы такая реакция
протекала с ощутимой скоростью, нужна помощь молекул определенного типа —
ферментов. Фермент притягивает к себе две другие молекулы и удерживает их в
правильном положении, чтобы взаимодействие состоялось. Как только реакция
произошла, фермент освобождается и повторяет те же действия с другим набором
молекул. Все ферменты в биологических системах представляют собой белки,
которые могут принимать разнообразные сложные формы. Как и все белки, они
закодированы в ДНК и в качестве ферментов управляют скоростью протекания
химических реакций.
Список литературы
Для
подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://elementy.ru/