СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА ФЕРМЕНТОВ

ФЕРМЕНТЫ (энзимы) - это высокоспецифичные белки, выполняющие функции био катализаторов. Катализатор - это вещество, которое ускоряет хим реакцию, но само в процессе этой реакции не расходуется.

Какие условия нужны для хим взаимодействия молекул, чтоб произошла хим реакция?

1) Молекулы должны сблизиться (столкнуться). Но не всякое столкновение приводит к взаимодействию.

2) Нужно, чтоб это столкновение стало СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА ФЕРМЕНТОВ действенным - закончилось бы хим перевоплощением. Непременное условие для эффективности столкновения - чтоб припас энергии молекул в момент столкновения был не ниже энергетического уровня реакции.

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ РЕАКЦИИ - это припас энергии, которым должны владеть молекулы, чтоб их столкновение стало действенным (чтоб произошла хим реакция). Этот припас энергии является неизменной чертой (константой СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА ФЕРМЕНТОВ) для каждой данной реакции.

СРЕДНИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ МОЛЕКУЛ – это энергия, которой обладает большая часть молекул системы на этот момент времени. Этасредняя величина энергетического припаса, которая охарактеризовывает совокупа данных молекул в данных определенных критериях (температура, давление и другие). Энергетический припас молекул - это понятие статистическое (вероятностное). Молекулы повсевременно находятся в термическом движении. Потому энергетический СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА ФЕРМЕНТОВ припас каждой из их всегда меняется, колеблется около величины, которая и представляет собой СРЕДНИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ МОЛЕКУЛ.

В каждый момент времени большая толика молекул данной совокупы обладает конкретно таким СРЕДНИМ припасом энергии. И чем больше отличается энергия определенной группы молекул от среднего энергетического уровня (в всякую сторону), тем малочисленнее СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА ФЕРМЕНТОВ эта группа. В хоть какой совокупы молекул ее определенная толика обладает таковой энергией, которая выше среднего энергетического уровня и достаточна для протекания хим реакции.

РАЗНОСТЬ меж СРЕДНИМ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМ УРОВНЕМ МОЛЕКУЛ и ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМ УРОВНЕМ РЕАКЦИИ именуется энергетическим барьером либо ЭНЕРГИЕЙ АКТИВАЦИИ (Пакт.). Чем больше эта энергия активации, тем медлительнее идет хим СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА ФЕРМЕНТОВ реакция.

КАК УСКОРИТЬ Хим РЕАКЦИЮ? Увеличение среднего энергетического уровня молекул (увеличение температуры, давления и других характеристик среды, которое употребляют на хим заводах и фабриках) Нереально для живых организмов, которые нормально работают только при неизменных значениях температуры, давления и других характеристик. Неосуществим и другой путь - уменьшение энергии активации методом понижения СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА ФЕРМЕНТОВ энергетического уровня реакции, так как данная величина является неизменной чертой данной реакции.

Потому, только явление катализа (применение катализаторов) может обеспечить ускорение хим реакций в живых организмах. Разглядим две реакции (смотрите набросок).

В общем случае энергии активации реакций 1, 2а и 2б не совпадают меж собой, и все СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА ФЕРМЕНТОВ обилие вероятных вариантов можно поделить на две группы:

1) Еакт2а и/либо Еакт2б БОЛЬШЕ, чем Еакт1.

Во всех таких случаях реакция образования вещества "АВ" с ролью вещества "К" пойдет медлительнее. Означает, вещество "К" является ИНГИБИТОРОМ (замедлителем) этой реакции.

2) Еакт2а и/либо Еакт2б МЕНЬШЕ, чем Еакт1.

В СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА ФЕРМЕНТОВ этих случаях реакция с ролью вещества "К" пойдет резвее, чем без него. Означает, вещество "К" является КАТАЛИЗАТОРОМ (ускорителем) данной хим реакции.

КАТАЛИЗАТОР - это вещество, которое направляет реакцию по такому обходному пути, на котором энерго барьеры ниже.

Рассмотренные реакции можно представить в виде "вертикального среза" через верхушку вулкана, кратер которого имеет неодинаковые по СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА ФЕРМЕНТОВ высоте края.

На этом рисунке видно, что энергия, которую нужно затратить для "подъема" молекулы от среднего энергетического уровня реакции, вполне компенсируется при самостоятельном "скатывании" молекулы по склону "вулкана". При предстоящем самопроизвольном "скатывании" до подошвы "вулкана" (другими словами, до среднего энергетического уровня молекул, которые являются продуктами данной реакции). Энергия, которая СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА ФЕРМЕНТОВ при всем этом выделяется, именуется "ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ Результат РЕАКЦИИ".

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ Результат РЕАКЦИИ - это разность меж энергетическим уровнем начальных веществ (субстратов) и энергетическим уровнем товаров реакции.

Энергетический результат реакции не находится в зависимости от пути, по которому идет реакция (он схож и для реакции с ролью катализатора, и для реакции без СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА ФЕРМЕНТОВ его роли). Он не зависит и от величины энергии активации - от нее зависит только скорость протекания каждого из путей этой реакции.

Это видно из УРАВНЕНИЯ АРРЕНИУСА:

Вывод из уравнения Аррениуса: потому что энергия активации в этом уравнении заходит в показатель степени, то даже малюсенькое изменение энергии активации приводит к СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА ФЕРМЕНТОВ огромным изменениям быстроты реакции.


stroenie-bakterij.html
stroenie-bolshih-polusharij-mozga.html
stroenie-cvetkovih-rastenij.html