В нашому організмі постійно відбуваються реакції, необхідні для підтримки життя. Наприклад, поживні речовини в споживаних нами продуктах, такі як білки, вуглеводи та жири, перетворюються в інші речовини, які ми можемо засвоїти. Ці перетворення відбуваються занадто швидко завдяки наявності ферментів.
В ферменти - це білкові молекули з великою молярною масою, які діють як біологічні каталізатори, також називається біокаталізатори, тобто можуть прискорити обмін речовин (реакції організму).
Наприклад, льодяник на столі буде довго розкладатися в контакті лише з киснем у повітрі. Але коли ми споживаємо його, реакція між цукром у льодянику та киснем організму відбувається за кілька секунд, оскільки ферменти діють на молекули цукру, створюючи структури, які реагують легше, прискорюючи процес реакція.
Ферменти є дуже специфічними, що означає, що кожен діє як біологічний каталізатор лише для однієї реакції. Це пов’язано з тим, що фермент має активний центр, який поєднується із сполукою, яка зазнає ферментативної дії. Ця сполука називається субстрат. Це ніби фермент є ключем до замка (субстрату).
На схемі нижче це показано:
Зверніть увагу на це фермент реагує із субстратом певним чином, утворюючи проміжну сполуку, яка легко розпадається, даючи початок продуктам. Крім того, фермент регенерується і не витрачається в реакції, як це відбувається з усіма каталізаторами.
Прикладом ферменту, який присутній у шлунку, є пепсин. Якщо ми кладемо шматок м’яса в контакт з пепсином, м’ясо швидко руйнується. Якщо замість пепсину ми використовуємо лише соляну кислоту, яка є основним компонентом шлункового соку, ми побачимо, що м’ясо буде довго розкладатися. Тому присутність цього ферменту в нашому організмі є необхідною для розщеплення білків, які є субстратами пепсину.
Інший приклад - транспорт вуглекислого газу в організмі людини. Всередині наших еритроцитів знаходиться фермент карбоангідраза який перетворює вуглекислий газ у вугільну кислоту приблизно в 5000 разів швидше, ніж без його присутності!
Зараз ферментативний каталіз, який ми можемо візуалізувати у повсякденному житті, це коли ми завдаємо собі шкоду і наносимо перекис водню на рану. На даний момент спостерігається інтенсивне шипуче явище, яке полягає в розкладанні перекису водню. Це розкладання відбувається дуже повільно, але коли ми вводимо продукт у контакт з кров’ю, називається фермент каталаза збільшує швидкість реакції.
Крім того, оскільки каталаза з крові не витрачається, шипучість продовжуватиметься, оскільки ми додаємо більше пероксиду водню до місця.
Ця концепція корисно використовується в лабораторних дослідженнях для диференціації двох типів бактерій: стафілококів та стрептококів. Тільки стафілококи містять каталазу. Отже, під час тесту до зразка додають перекис водню, якщо він шипить, це стафілококи, якщо ні, то це стрептококи.
Дженніфер Фогача
Закінчив хімію
Джерело: Бразильська школа - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/catalise-enzimatica.htm