В нашем организме постоянно происходят реакции, необходимые для поддержания жизни. Например, питательные вещества в пищевых продуктах, которые мы потребляем, такие как белки, углеводы и жиры, превращаются в другие вещества, которые мы можем усвоить. Эти превращения происходят слишком быстро из-за присутствия ферментов.
В ферменты белковые молекулы с большой молярной массой, которые действуют как биологические катализаторы, также называемый биокатализаторы, то есть они могут ускорить метаболизм (реакции организма).
Например, леденец на столе будет долго разлагаться при контакте только с кислородом воздуха. Но когда мы его потребляем, реакция между сахаром в леденце и кислородом тела происходит за несколько секунд. потому что ферменты действуют на молекулы сахара, создавая структуры, которые легче реагируют, ускоряя реакция.
Ферменты очень специфичны, что означает, что каждый из них действует как биологический катализатор только для одной реакции. Это связано с тем, что у фермента есть активный центр, который соединяется с соединением, которое подвергается ферментативному действию. Это соединение называется
субстрат. Это как если бы фермент был ключом к замку (субстрату).На схеме ниже это проиллюстрировано:
Заметь фермент взаимодействует с субстратом определенным образом, создавая промежуточное соединение, которое легко разрушается, давая начало продуктам. Кроме того, фермент регенерируется и не расходуется в реакции, как это происходит со всеми катализаторами.
Пример фермента, присутствующего в желудке: пепсин. Если мы поместим кусок мяса в контакт с пепсином, оно быстро разложится. Если вместо пепсина использовать только соляную кислоту, которая является основным компонентом желудочного сока, мы увидим, что мясо разлагается очень долго. Следовательно, присутствие этого фермента в нашем организме необходимо для расщепления белков, которые являются субстратами пепсина.
Другой пример - перенос углекислого газа в организме человека. Внутри наших красных кровяных телец есть фермент карбоангидраза который превращает углекислый газ в угольную кислоту примерно в 5000 раз быстрее, чем без его присутствия!
Ферментативный катализ, который мы можем визуализировать в повседневной жизни, - это когда мы причиняем себе вред и наносим перекись водорода на рану. На данный момент наблюдается интенсивное вскипание, которое является разложением перекиси водорода. Это разложение происходит очень медленно, но когда мы вводим продукт в контакт с кровью, фермент, называемый каталаза увеличивает скорость реакции.
Кроме того, поскольку каталаза из крови не потребляется, вскипание будет продолжаться по мере того, как мы добавляем в это место больше перекиси водорода.
Эта концепция полезна в лабораторных исследованиях для дифференциации двух типов бактерий: стафилококков и стрептококков. Каталазу содержат только стафилококки. Итак, в тесте к образцу добавляют перекись водорода, если она шипит, это стафилококки, если нет, то это стрептококки.
Дженнифер Фогача
Окончила химический факультет
Источник: Бразильская школа - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/catalise-enzimatica.htm