Enzymy

Jak już wiemy, liczne charakterystyczne i wprost ?nieprawdopodobne” procesy układów żywych dokonywane są przez enzymy, które określamy jako katalizatory. Dzięki takiemu określeniu łatwiej jest zrozumieć i wy­jaśnić bardzo nieraz złożone czynności życiowe zachodzące w organizmie. Katalizatorem nazywamy substancję, która zwiększa szybkość osiągania równowagi przez układ chemiczny, a sama nie ulega żadnej zasadniczej zmianie chemicznej. Katalizatory w dużej mierze wpływają na typ i kie­runek przebiegu reakcji. Na przykład w zależności od tego, jaki katali­zator będzie użyty, z alkoholu etylowego można otrzymać aldehyd octo­wy albo etylen, lub też eter.

Pod wpływem katalizatorów reakcje mogą przebiegać w takich wa­runkach temperatury i ciśnienia, w jakich nie mogłyby zachodzić bez ich udziału. Reakcja, która zachodzi przy utracie swobodnej energii może przebiegać tylko bardzo wolno, ponieważ zbyt mało cząsteczek osiąga energię aktywacji konieczną do reakcji. Energię tę można zwiększyć w różny sposób. Na przykład chemik zazwyczaj czyni to przez podgrze­wanie reagującej mieszaniny w celu zwiększenia wewnętrznej energii cząsteczek, które wtedy częściej zderzają się i reagują. Katalizator wy­wołuje taki sam efekt umożliwiając wzajemne oddziaływanie na siebie większej liczby cząsteczek. Czyni on to zazwyczaj poprzez tworzenie kompleksów z substratami, które wtedy łatwiej ze sobą reagują. Reakcje przy udziale katalizatorów dają wprost imponujące wyniki, nieosiągalne w roztworze substratów nie zawierających odpowiedniego katalizatora. Często dzieje się tak po prostu z powodu pewnej szczególnej cechy struk­turalnej katalizatora, np. dużej powierzchni, przy której spotykać się mogą reagenty. Tak więc pod wpływem wielu metalicznych katalizato­rów reagenty są fizycznie adsorbowane, zwiększając lokalnie swoje stę­żenie, a przez to i częstsze stykanie się. W przypadku innych katalizato­rów reagenty są chemicznie związane z ich powierzchnią, przy czy)m w wiązaniach ich cząsteczek zachodzą dość głębokie zmiany. Zmienione w ten sposób cząsteczki lub fragmenty cząsteczek reagują całkiem ina­czej niż cząsteczki substratów występujące w prostych fazach gazowych lub ciekłych. Jeżeli znajdą się one przy takiej powierzchni, to reagują przy niższej energii aktywacji. Szczegóły tego rodzaju mechanizmów nie są dokładnie znane, nawet w odniesieniu do prostych nieorganicznych katalizatorów. Nie powinno nas dziwić, że nie jesteśmy w stanie dać dokładnych fizykochemicznych wyjaśnień dla reakcji katalizowanych przez silnie pofałdowane cząsteczki białek, czyli enzymów. Jednak w miarę rozwoju chemii niewątpliwie zrozumiemy, na czym polegają za­równo organiczne, jak i nieorganiczne reakcje katalityczne. Na przykład mechanizm działania enzymu zwanego lizozymem jest już całkiem dobrze poznany.

Both comments and pings are currently closed.

Comments are closed.