Katalizatorius prieš fermentą
Kai viena ar daugiau reagentų virsta produktais, jie gali patirti įvairių modifikacijų ir energijos pokyčių. Cheminiai ryšiai reagentuose nutrūksta ir formuojasi nauji ryšiai, kad susidarytų produktai, kurie visiškai skiriasi nuo reagentų. Toks cheminis modifikavimas vadinamas cheminėmis reakcijomis. Molekulė turi būti aktyvuota, kad ji galėtų reaguoti. Molekulės paprastai neturi daug energijos, tik kartais kai kurios molekulės yra energetinėje būsenoje, kad įvyktų reakcijas. Kai yra du reagentai, kad reakcija įvyktų, reagentai turi susidurti vienas su kitu tinkamoje orientacijoje. Nors reagentai tiesiog susiduria vienas su kitu, dauguma susidūrimų nesukelia reakcijos. Šie stebėjimai leido suprasti, kad reakcijos gali turėti energijos barjerą.
Kas yra katalizatorius?
Katalizatorius sumažina reakcijos energijos barjerą, todėl reakcija vyksta greičiau bet kuria kryptimi. Katalizatoriai gali būti apibrėžti kaip rūšys, kurios padidina reakcijos greitį, tačiau po reakcijos išlieka nepakitusios. Nors reakcijos metu katalizatorius gali pakeisti savo formą, pasibaigus reakcijai jis grįžta į pradinę formą. Nors katalizatorius padidina reakcijos greitį, jis neturi įtakos pusiausvyros padėčiai. Nekatalizuotoje reakcijoje aktyvacijos energijos barjeras yra aukštas, palyginti su katalizuojama reakcija. Reakcijos suaktyvėjimas gali būti didesnis, jei pereinamoji būsena turi labai mažai tikėtiną konformaciją. Katalizatoriai gali sumažinti šią energiją, surišdami reagento molekulę į tarpinę būseną, panašią į pereinamąją būseną. Šiuo atveju surišimas sumažina energiją, katalizuojančią reakciją. Be to, katalizatorius gali surišti dvi reaguojančias molekules ir jas orientuoti, kad padidintų jų reakcijos galimybę. Taigi, katalizatorius padidina greitį, sumažindamas reakcijos entropiją. Katalizė gali būti suskirstyta į heterogeninę ir homogeninę katalizę. Jei katalizatorius ir reagentai yra dviejų fazių, tada sakoma, kad tai yra nevienalytė katalizė (pvz., kieta katalizė su skystais reagentais). Ir jei jie yra toje pačioje fazėje (kieta, skysta ar dujinė), tai yra vienalytė katalizė. Katalizatoriai dažniausiai naudojami chemijos laboratorijose ir pramonės šakose, siekiant padidinti reakcijų efektyvumą. Dauguma d bloko metalų, tokių kaip Pt, Pd, Cu, yra įprasti dėl savo katalizinio aktyvumo.
Kas yra fermentas?
Fermentai yra esminės biologinės makromolekulės. Jie yra b altymų molekulės, kartais surištos su kitais metalais, kofermentais arba protezinėmis grupėmis. Fermentai yra biologiniai katalizatoriai, kurie labai švelniomis sąlygomis padidina biologinių reakcijų greitį. Paprastai fermentams veikti reikia labai specifinių sąlygų. Pavyzdžiui, jie veikia esant optimalioms temperatūroms, pH sąlygoms ir pan. Fermentai yra b altymai, todėl veikiami aukšto lygio karščio, druskų koncentracijos, mechaninių jėgų, organinių tirpiklių ir koncentruotų rūgščių ar bazių tirpalų jie linkę denatūruotis. Dvi savybės, dėl kurių fermentas yra galingas katalizatorius, yra šios:
– Jų substrato surišimo specifiškumas.
– Optimalus katalizinių grupių išdėstymas aktyvioje fermento vietoje
Kuo skiriasi katalizatorius ir fermentas?
• Fermentai yra biologiniai katalizatoriai, ir žinoma, kad jie yra labai veiksmingi. Jie padidina greitį, kuris yra daug didesnis nei geriausių cheminių katalizatorių.
• Katalizatoriai gali būti organiniai arba neorganiniai, o fermentai yra organiniai.
• Fermentai yra specifiniai substratams. Tačiau kiti katalizatoriai taip nėra.
• Kataliziniame procese dalyvauja tik nedidelė fermento, žinomo kaip aktyvioji vieta, dalis, todėl jie skiriasi nuo kitų katalizatorių.
