загрузка...
 
КАК БИОЛОГИЧЕСКИХ КАТАЛИЗАТОРОВ
Повернутись до змісту

КАК БИОЛОГИЧЕСКИХ КАТАЛИЗАТОРОВ

Развитие энзимологии подтвердило, что ферменты обладают всеми свойствами, присущими катализаторам вообще. Вместе с тем, ферменты - это белки, т.е., громадные, высокоорганизованные молекулы, очень чувствительные к условиям среды. Отсюда проистекает ряд особенностей, свойственных именно ферментам. К их числу относятся:

чрезвычайная эффективность каталитического действия;

высокая чувствительность к неспецифичным физическим и физико-химическим факторам, - таким, как температура, pH среды, ионная сила окружения и т. п.;

исключительная «требовательность» как к строению субстрата (субстратная специфичность), так и к типу катализируемого превращения этого субстрата (специфичность действия)',

высокая и очень избирательная чувствительность к физико-химическим влияниям тех или иных веществ (лигандов), способных нековалентно влиять на конформацию белка-фермента, повышая его эффективность (активатор) или уменьшая ее (ингибитор фермента).

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ФЕРМЕНТАТИВНОГО КАТАЛИЗА

Ферменты могут ускорять катализируемую ими реакцию в миллионы, миллиарды и даже в триллионы раз (106~1014 раз). Далеко не каждый фермент столь высоко эффективен. Но всегда фермент ускоряет реакцию несравненно значительнее, чем любой из простых (небелковых) катализаторов. Например, в водном растворе без примесей пероксид водорода подвергается спонтанному разложению очень медленно (константа скорости реакции составляет 10'6 с'1) и потому может храниться длительное время. При добавлении солей двухвалентного железа скорость распада Н202 возрастает в 60 тысяч раз. Такое же (по молярности) количество каталазы из эритроцитов ускоряет эту реакцию примерно в 7 миллиардов раз. Легко подсчитать, что этот фермент «работает» более чем в 100 тысяч раз эффективнее неорганического катализатора. Такой размах скоростей просто огромен на фоне умеренных различий в величинах энергии активации: стандартное ее значение составляет для этих трех реакций соответственно 75, 40 и 7 кДж/моль.

Еще один пример - мочевина. Это очень простое вещество (рис. 4-4) является одним из

Рис. 4-4. Реакция расщепления мочевины под действием уреазы.

конечных продуктов метаболизма и выводится с мочой в количестве примерно 30 г в сутки (у взрослого человека). Оно очень стабильно и не разлагается заметно в процессе формирования мочи и ее накопления в мочевом пузыре. Однако, некоторые микроорганизмы обладают уреа- зой - ферментом, который в 1013 раз (!) ускоряет реакцию спонтанного разложения мочевины до СОг и аммиака. Поэтому при инфицировании мочевых путей такими микробами моча приобретает резкий аммиачный запах. То же бывает и при хранении мочи в нестерильных условиях.



загрузка...