Tubuh manusia dipanggil kilang biokimia atas sebab tertentu. Lagipun, setiap minit ribuan, puluhan dan ratusan ribu proses pengoksidaan, pemisahan, pengurangan dan tindak balas lain berlaku di dalamnya. Apakah yang membolehkan mereka mengalir pada kelajuan yang begitu hebat, membekalkan setiap sel dengan tenaga, pemakanan dan oksigen?
Konsep pemangkin
Kedua-dua dalam kimia tak organik dan organik, bahan khas digunakan secara meluas yang boleh mempercepatkan tindak balas kimia beberapa ribu, dan kadangkala berjuta-juta kali. Nama sebatian ini ialah "mangkin". Dalam kimia bukan organik, ini ialah oksida logam, platinum, perak, nikel dan lain-lain.
Tindakan utama mereka ialah pembentukan kompleks sementara dengan peserta tindak balas, dengan menurunkan tenaga pengaktifan, proses itu dijalankan beberapa kali lebih cepat. Selepas itu, kompleks terurai, dan pemangkin boleh dikeluarkan dari sfera dalam komposisi kuantitatif dan kualitatif yang sama seperti sebelum permulaan proses.
Terdapat dua jenis tindak balas pemangkin:
- homogen - pemecut dan peserta dalam satukeadaan agregat;
- heterogen - pemecut dan peserta di negeri yang berbeza, terdapat sempadan fasa.
Selain itu, terdapat sebatian yang berlawanan dalam tindakan - perencat. Mereka bertujuan untuk memperlahankan tindak balas yang diperlukan. Jadi, sebagai contoh, ia membenarkan anda mengurangkan jumlah masa untuk pembentukan kakisan.
Pemangkin biologi sememangnya berbeza daripada pemangkin bukan organik, dan sifatnya agak khusus. Oleh itu, pemangkinan berbeza dalam sistem hidup.
Enzim - apakah itu?
Telah terbukti bahawa jika tindakan bahan khas yang mempercepatkan proses yang ditunjukkan tidak dilakukan di dalam sistem hidup, maka epal biasa di dalam perut akan dicerna selama kira-kira dua hari. Untuk jumlah masa sedemikian, proses penguraian dan keracunan dengan produk pereputan akan bermula. Walau bagaimanapun, ini tidak berlaku, dan buahnya diproses sepenuhnya dalam satu setengah jam. Ini dijalankan oleh pemangkin biologi, yang terdapat dalam kuantiti yang banyak dalam komposisi setiap organisma. Tetapi apakah itu dan apakah asas tindakan sedemikian?
Pemangkin biologi sifat protein ialah enzim. Asas mereka adalah organisasi struktur yang kompleks dengan beberapa sifat khusus. Ringkasnya, ini adalah protein unik yang boleh mengurangkan tenaga pengaktifan proses dalam organisma hidup dan menjalankannya pada kelajuan yang melebihi nilai biasa sebanyak beberapa juta kali.
Terdapat banyak contoh molekul tersebut:
- catalase;
- amilase;
- oxireductase;
- glukosa oksidase;
- lipase;
- invertase;
- lysozyme;
- protease dan lain-lain.
Oleh itu, kita boleh membuat kesimpulan: enzim ialah pemangkin biologi sifat protein, yang bertindak sebagai pemecut yang kuat, membolehkan beribu-ribu proses dalam organisma hidup dijalankan pada kelajuan yang sangat tinggi. Pencernaan, pengoksidaan, pemulihan adalah berdasarkan tindakannya.
Persamaan pemangkin bukan organik dan protein
Enzim sebagai pemangkin biologi mempunyai beberapa sifat yang serupa dengan bukan organik. Ini termasuk yang berikut:
- Percepatkan hanya tindak balas yang mungkin secara termodinamik.
- Jangan menjejaskan anjakan keseimbangan kimia dalam sistem keseimbangan, tetapi sama-sama mempercepatkan kedua-dua proses ke hadapan dan ke belakang.
- Akibatnya, hanya produk kekal dalam sfera tindak balas, pemangkin tidak ada di antara mereka.
Namun, selain persamaan, terdapat juga ciri tersendiri enzim.
Perbezaan mengikut alam semula jadi
Pemangkin biologi mempunyai beberapa ciri khusus:
- Tahap selektiviti yang tinggi. Iaitu, satu protein hanya mampu mengaktifkan tindak balas tertentu atau sekumpulan yang serupa. Selalunya, skema "enzim - substrat satu proses" berfungsi.
- Tahap aktiviti yang sangat tinggi, kerana sesetengah jenis protein boleh mempercepatkan tindak balas berjuta-juta kali.
- Enzim sangat bergantung kepadadaripada keadaan persekitaran. Mereka aktif hanya dalam julat suhu tertentu. pH medium juga sangat mempengaruhi. Terdapat lengkung yang menunjukkan nilai minimum, maksimum dan optimum untuk setiap enzim.
- Terdapat sebatian khas yang dipanggil efektor yang boleh menghalang sifat pemangkin biologi atau, sebaliknya, mempunyai kesan positif ke atasnya.
- Substrat di mana enzim berfungsi mestilah khusus. Terdapat teori yang dipanggil kunci dan kunci. Ia menerangkan mekanisme tindakan enzim pada substrat. Pemangkin, seperti kunci, dibenamkan dalam substrat dengan tapak aktifnya, dan tindak balas bermula.
- Selepas proses, enzim dimusnahkan sebahagian atau sepenuhnya.
Oleh itu, adalah jelas bahawa kepentingan pemangkin protein adalah sangat tinggi untuk organisma hidup. Walau bagaimanapun, tindakan mereka tertakluk pada peraturan tertentu dan dihadkan oleh keadaan persekitaran.
Mempelajari pemangkinan di sekolah
Sebagai sebahagian daripada kurikulum sekolah, pemangkin dipelajari dalam kedua-dua kimia dan biologi. Dalam pelajaran kimia, mereka dikaji dari sudut pandangan bahan yang memungkinkan untuk menjalankan sintesis industri dan mendapatkan sejumlah besar pelbagai produk. Dalam pelajaran biologi, ia adalah pemangkin biologi yang dipertimbangkan. Gred 9 melibatkan kajian biologi molekul dan asas biokimia. Oleh itu, pada peringkat pendidikan inilah pelajar menerima pengetahuan asas tentang enzim sebagai bahan aktif dalamorganisma makhluk hidup.
Eksperimen dijalankan pada pelajaran, mengesahkan aktiviti kimia bahan ini dalam julat suhu dan pH persekitaran tertentu:
- kajian tentang kesan hidrogen peroksida sebagai pemangkin pada lobak merah mentah dan rebus;
- kesan pada daging (dimasak dan mentah), kentang dan produk lain.
Enzim dalam badan manusia
Setiap murid sekolah yang berpendidikan mencukupi dan yang telah melepasi garisan pendidikan menengah tahu apa yang dipanggil pemangkin biologi. Enzim dalam badan mempunyai pengkhususan khusus yang ketat. Oleh itu, untuk setiap proses, anda boleh menamakan bahan pemangkin anda.
Jadi, semua enzim badan boleh dibahagikan kepada beberapa kumpulan:
- oxidoreductases seperti katalase atau alkohol dehidrogenase;
- transferases - kenase;
- hidrolas yang penting untuk penghadaman: pepsin, amilase, lipoprotein lipase, esterase dan lain-lain;
- ligase, cth. DNA polimerase;
- isomerase;
- lyases.
Oleh kerana semua sebatian ini bersifat protein, serta kompleks vitamin dalam komposisi, peningkatan suhu badan penuh dengan denaturasi struktur, dan akibatnya, pemberhentian semua tindak balas biokimia. Dalam kes ini, organisma hampir mati. Oleh itu, suhu badan yang tinggi semestinya diturunkan semasa sakit.
Penggunaan pemangkin protein dalam industri
Selalunya enzim digunakan dalam industri yang berbezaindustri:
- kimia;
- tekstil;
- makanan.
Di rak kedai anda boleh melihat produk pembersih dan serbuk pencuci yang mengandungi enzim - ini adalah enzim yang meningkatkan kualiti mencuci pakaian.
Untuk apa pemangkin biologi?
Sukar untuk menilai kepentingan mereka terlalu tinggi. Lagipun, mereka bukan sahaja membenarkan organisma hidup untuk hidup, bernafas, makan, menjalankan proses metabolik, tetapi juga memberi kita peluang untuk memusnahkan sisa industri, mendapatkan ubat-ubatan, melindungi dan melindungi kesihatan kita dan alam sekitar.
