De katalytiske egenskapene til enzymer

Enzymer, som biokatalysatorer, ligner i mange aspekter generelle katalysatorer. Hvis dosen er liten og den katalytiske effektiviteten er høy. Som generelle katalysatorer kan enzymer bare endre hastigheten på kjemiske reaksjoner og kan ikke endre likevektspunktet for kjemiske reaksjoner. Enzymer i seg selv endres ikke før og etter reaksjonen, så enzymer med relativt lavt innhold i celler kan katalysere et stort antall substratendringer på kort tid, noe som gjenspeiler effektiviteten til enzymkatalyse. Enzymer kan redusere aktiveringsenergien til reaksjonen, men endrer ikke endringen i fri energi (△ G) under reaksjonsprosessen, og akselererer dermed reaksjonshastigheten og forkorter tiden for reaksjonen til å nå likevekt, uten å endre likevektskonstanten.

Den katalytiske effekten av enzymer viser unike egenskaper sammenlignet med generelle katalysatorer.

(A) den høye effektiviteten til enzymkatalyse

Den katalytiske aktiviteten til enzymet er mye høyere enn den til kjemiske katalysatorer. For eksempel katalyserer katalase (som inneholder Fe2+) og uorganiske jernioner følgende nedbrytningsreaksjon av hydrogenperoksid. 1 mol katalase kan katalysere nedbrytningen av 5×106 mol H2O2 innen 1 min. Under de samme forholdene kan 1 mol kjemisk katalysator Fe2+ bare katalysere 6×10-4 mol H2O2-dekomponering. Sammenlignet med de to er den katalytiske effektiviteten til katalase omtrent 1010 ganger den til Fe2+.

Den katalytiske effektiviteten til enzymer kan uttrykkes ved begrepet omsetningstall. Konverteringstallet refererer til antall molekyler som kan omdannes av hvert enzymmolekyl per minutt når substratkonsentrasjonen er stor nok, det vil si antall molekyler som katalyserer den kjemiske endringen av substratet. I henhold til dataene introdusert ovenfor, kan konverteringstallet for katalase beregnes som 5×106. Konverteringstallet for de fleste enzymer er rundt 1 000, og det største kan nå mer enn 106.

(B) den høye spesifisiteten til enzymkatalyse

Et enzym kan bare virke på en bestemt klasse eller et spesifikt stoff. Dette er spesifisiteten til enzymvirkning. For eksempel kan glykosidbindinger, esterbindinger og peptidbindinger hydrolyseres ved syre-base-katalyse, men enzymene som hydrolyserer disse kjemiske bindingene er forskjellige, nemlig den tilsvarende glykosidasen, esterase og peptidase, det vil si at de kan hydrolyseres av spesifikke henholdsvis enzymer.

(C) Reaksjonsbetingelsene katalysert av enzym er milde.

Enzymatisk reaksjon må vanligvis utføres under milde forhold som normal temperatur, normalt trykk og nøytral pH-verdi. Fordi enzymet er protein, er det lett å miste aktiviteten i høy temperatur, sterk syre, sterk alkali og andre miljøer. Fordi enzymet er følsomt for endring av ytre miljø og lett å denaturere og inaktivere, må reaksjonsbetingelsene kontrolleres strengt når det brukes.

(D) justerbarheten av enzymaktivitet

Sammenlignet med kjemiske katalysatorer er en annen egenskap ved enzymkatalyse at dens katalytiske aktivitet kan reguleres automatisk. Selv om det er mange typer kjemiske reaksjoner i organismer, er de veldig koordinerte og ryddige. Endringen av substratkonsentrasjon, produktkonsentrasjon og miljøforhold kan påvirke den katalytiske aktiviteten til enzymet, og dermed kontrollere den koordinerte og ordnede fremdriften av biokjemiske reaksjoner. Uorden og forstyrrelse av enhver biokjemisk reaksjon vil uunngåelig føre til sykdommer og til og med død av organismer. For å tilpasse seg miljøendringer og opprettholde normale livsaktiviteter, har organismer dannet et system med automatisk regulering av enzymaktiviteter i den lange evolusjonsprosessen. Det er mange måter å regulere enzymer på, inkludert inhibitorregulering, feedbackregulering, kovalent modifikasjonsregulering, zymogenaktivering og hormonkontroll.

(D) Den katalytiske aktiviteten til enzymet er relatert til koenzym, hjelpegruppe og metallion.

Noen enzymer er komplekse proteiner, hvor små molekyler som koenzym, kofaktor og metallioner er nært beslektet med den katalytiske aktiviteten til enzymene. Hvis de fjernes, mister enzymet sin aktivitet.

 Informasjonen i denne artikkelen kommer fra Internett og brukes ikke som behandlingsråd eller investeringsråd. Hvis denne artikkelen har innvirkning på dine rettigheter og interesser eller er interessert i dette produktet, vennligst kontakt oss i tide slik at vi kan gi deg mer hjelp