Katalizator proti encimu
Ko se eden ali več reaktantov pretvarja v produkte, gredo lahko skozi različne modifikacije in energetske spremembe. Kemične vezi v reaktantih se trgajo in nastajajo nove vezi, ki ustvarjajo produkte, ki so popolnoma drugačni od reaktantov. Ta vrsta kemične modifikacije je znana kot kemične reakcije. Molekulo je treba aktivirati, preden se lahko podvrže reakciji. Molekule običajno nimajo veliko energije s seboj, le občasno so nekatere molekule v energijskem stanju, da so podvržene reakcijam. Kjer sta dva reaktanta, morata za potek reakcije reaktanta trčiti drug ob drugega v pravilni orientaciji. Čeprav se reaktanti samo srečajo drug z drugim, večina srečanj ne vodi do reakcije. Ta opažanja so dala zamisel o energijski pregradi za reakcije.
Kaj je Catalyst?
Katalizator zniža energijsko oviro za reakcijo, zaradi česar reakcija poteka hitreje v obe smeri. Katalizatorje lahko definiramo kot vrste, ki povečajo hitrost reakcije, vendar po reakciji ostanejo nespremenjene. Čeprav lahko katalizator spremeni svojo obliko med reakcijo, se vrne v prvotno obliko, ko se reakcija konča. Čeprav katalizator poveča hitrost reakcije, ne vpliva na položaj ravnotežja. Pri nekatalizirani reakciji je aktivacijska energetska pregrada visoka v primerjavi s katalizirano reakcijo. Aktivacija reakcije je lahko višja, če ima prehodno stanje zelo malo verjetno konformacijo. Katalizatorji lahko zmanjšajo to energijo tako, da vežejo molekulo reaktanta v vmesno stanje, ki je podobno prehodnemu stanju. V tem primeru vezava zniža energijo, ki katalizira reakcijo. Poleg tega lahko katalizator veže dve reagirajoči molekuli in ju usmeri tako, da poveča njuno možnost reakcije. Tako katalizator poveča hitrost z znižanjem entropije delovanja v reakciji. Katalizo lahko kategoriziramo kot heterogeno katalizo in homogeno katalizo. Če so katalizator in reaktanti v dveh fazah, potem gre za heterogeno katalizo (npr. trdna kataliza s tekočimi reaktanti). In če so v isti fazi (trdni, tekoči ali plinasti), je to homogena kataliza. Katalizatorji se večinoma uporabljajo v kemijskih laboratorijih in industriji za povečanje učinkovitosti reakcij. Večina kovin d bloka, kot so Pt, Pd, Cu, je pogosta zaradi svoje katalitične aktivnosti.
Kaj je encim?
Encimi so bistvene biološke makromolekule. So beljakovinske molekule, včasih vezane na druge kovine, koencime ali prostetične skupine. Encimi so biološki katalizatorji, ki povečajo hitrost bioloških reakcij v zelo blagih pogojih. Običajno potrebujejo encimi zelo posebne pogoje za delovanje. Na primer, delujejo pri optimalnih temperaturah, pogojih pH itd. Encimi so beljakovine, zato, ko so izpostavljeni visoki stopnji toplote, koncentracije soli, mehanskih sil, organskih topil in koncentriranih raztopin kisline ali baze, se nagibajo k denaturaciji. Dve lastnosti, zaradi katerih je encim očitno močan katalizator, sta:
– Njihova specifičnost vezave substrata.
– Optimalna razporeditev katalitskih skupin v aktivnem mestu encima
Kakšna je razlika med katalizatorjem in encimom?
• Encimi so biološki katalizatorji in znani so kot zelo učinkoviti. Povzročajo povečanja hitrosti, ki so za velikostni red večja kot pri najboljših kemičnih katalizatorjih.
• Katalizatorji so lahko organski ali anorganski, encimi pa so organski katalizatorji.
• Encimi so specifični za substrate. Toda drugi katalizatorji niso tako.
• Samo majhen del encima, znan kot aktivno mesto, sodeluje v katalitskem procesu, kar jih razlikuje od drugih katalizatorjev.
