Vad är Katalytisk aktivitet?

December 24

Katalytisk aktivitet är förstärkning av den hastighet och energi av en kemisk reaktion genom ett ämne som i sig inte är förändrat i reaktionen. I biologiska system, är det utförs av enzymer som är väsentliga för normala livsprocesser. Genom att sänka den nödvändiga energin som krävs för att initiera en reaktion, enzymatiska vägar öka hastigheten med vilken celler utföra viktiga kemiska funktioner. Katalys styrs genom reglering enzymer. Några av dessa innebär förändringar av enzymet strukturen, medan andra verkar genom att förändra den cellulära miljö där katalytiska aktiviteten äger rum.

I allmän kemi, katalytisk aktivitet eller katalys är någon förändring - ökning eller minskning - i en reaktion s hastighet genom ett medel som inte är kemiskt förändrade genom processen. Inom industrin kan detta innebära ett valfritt antal medel som används för att öka hastigheten och avkastningen av reaktioner, men i biokemi, hänvisar katalytisk aktivitet till arbetet av enzymer, proteiner som finns i alla organismer som förmedlar mest cellulära funktioner, inklusive ämnesomsättningen. Få om ens några biologiska processer skulle inträffa vid en hastighet som är tillräcklig för att upprätthålla liv utan enzymatisk katalys.

Vissa reaktioner skulle inte hända alls utan den katalytiska aktiviteten av enzymer. Vanligtvis många molekyler har en energibarriär för att reagera tillsammans. Kallade aktiveringsenergi, måste denna gräns övervinnas för kemiska reaktioner för att gå vidare.

I vissa fall innebär en tröskel hög aktiveringsenergi som reaktanterna är osannolikt att en reagerar på egen hand, eller kommer att göra det i en långsam takt. När enzymer temporärt binda till en eller flera reaktanter, är den nödvändiga aktiveringsenergi sänks, och reaktionshastigheten accelererar. Enzymer kan också inhibera aktiveringen av andra enzymer och bromsa processen.

Enzymatisk aktivitet resulterar ofta i flerstegs biokemiska reaktioner, vilka var och en är beroende av en annan katalysator och är villkorade av produkten från föregående steg. Fysiskt katalytiska aktiviteten hos många olika enzymer förekommer i samma cellulära organeller, påskynda reaktionshastigheten som följd. Förändringar i pH och temperatur kan, till en punkt, arbeta i synergi för att öka takten i katalys. Temperaturer utanför ett visst intervall kan skada strukturen av ett enzym proteiner, vilket gör den oförmögen att aktivitet.

I biologiska system, är den katalytiska aktiviteten regleras av flera olika mekanismer. Enzymer vanligen är gjorda av inaktiva prekursorproteiner, och dessa blir aktiva endast genom verkan av ett annat enzym eller en miljöförändring, såsom rörelse från insidan av cellen till utsidan. Återkoppling hämning minskar katalys när produkten av en eller flera enzymatiska vägar ackumuleras i cellen, blockerar ytterligare frisättning eller tillverkning av det enzym som katalyserade den initiala reaktionen. På samma sätt kommer reducerade mängder av reaktionsprodukterna öka produktionen av enzymet.