Comment appelle-t-on les catalyseurs biologiques? Enzymes comme catalyseurs biologiques

Le corps humain s'appelle biochimiqueusine pour une bonne raison. Après tout, chaque minute, des milliers, des dizaines et des centaines de milliers de processus d’oxydation, de décomposition, de réduction et d’autres réactions y ont lieu. Qu'est-ce qui leur permet de circuler à une vitesse si énorme, en fournissant à chaque cellule de l'énergie, de la nutrition et de l'oxygène?

Le concept de catalyseurs

En chimie inorganique et organiqueOn utilise très largement des substances spéciales qui peuvent accélérer le déroulement des réactions chimiques de plusieurs milliers, voire des millions de fois. Le nom de ces composés est "catalyseurs". En chimie inorganique, il s'agit des oxydes de métaux, du platine, de l'argent, du nickel et autres.

Leur action principale est la formation decomplexes avec des participants à la réaction, en raison d'une énergie d'activation plus faible, le processus est plusieurs fois plus rapide. Ensuite, le complexe se décompose et le catalyseur peut être retiré de la sphère avec la même composition quantitative et qualitative qu'avant le début du processus.

Il existe deux options pour les réactions catalytiques:

• homogène - un accélérateur et des participants dans un état global;
• hétérogène - un accélérateur et des participants dans différents états, il y a une limite de phase.

De plus, il y a des opposés en actionles composés sont des inhibiteurs. Ils visent à ralentir les réactions nécessaires. Ainsi, par exemple, ils peuvent réduire le temps nécessaire à la formation de corrosion.

Les catalyseurs biologiques sont intrinsèquement différents des catalyseurs inorganiques et leurs propriétés sont quelque peu spécifiques. Par conséquent, dans les systèmes vivants, la catalyse est différente.

Enzymes - qu'est-ce que c'est?

Il est prouvé que si l’action de particuliersPuisque les substances accélérant les processus indiqués n'étaient pas effectuées à l'intérieur de systèmes vivants, une pomme ordinaire dans l'estomac serait digérée pendant environ deux jours. Dans un délai aussi long, les processus de décomposition et l’intoxication par les produits de désintégration commenceraient. Cependant, cela ne se produit pas et le fruit est entièrement transformé en une heure et demie. Ceci est réalisé par des catalyseurs biologiques, présents en grand nombre dans la composition de chaque organisme. Mais que sont-ils et quelle est la base d'une telle action?

Les catalyseurs biologiques de nature protéique sontles enzymes. Leur base est une organisation structurelle complexe avec un certain nombre de propriétés spécifiques. En termes simples, il s’agit de protéines uniques capables de réduire l’énergie d’activation des processus chez les organismes vivants et de les exécuter à une vitesse dépassant les valeurs normales de plusieurs millions de fois.

Il existe de nombreux exemples de telles molécules:

• la catalase;
• l'amylase;
• l'oxyréductase;
• glucose oxydase;
• la lipase;
• invertase;
• le lysozyme;
• protéase et autres.

Ainsi, nous pouvons conclure:Les enzymes sont des catalyseurs biologiques à base de protéines qui agissent comme de puissants accélérateurs, permettant la réalisation de milliers de processus dans des organismes vivants à une vitesse très élevée. La digestion, l'oxydation et la récupération sont basées sur leur action.

Les similitudes entre les catalyseurs inorganiques et protéiques

Les enzymes en tant que catalyseurs biologiques ont un certain nombre de propriétés similaires à celles des substances inorganiques. Ceux-ci peuvent inclure les suivants:

1. N'accélérez que les réactions thermodynamiquement possibles.
2. Ils n'affectent pas le déplacement de l'équilibre chimique dans les systèmes d'équilibre, mais accélèrent également les processus directs et inverses.
3. De ce fait, seuls des produits restent dans la sphère de réaction, le catalyseur n’en fait pas partie.

Cependant, en plus de la similitude, il existe également des caractéristiques distinctives des enzymes.

Différences selon la nature

Les catalyseurs biologiques ont plusieurs caractéristiques spécifiques:

1. Haut degré de sélectivité. C'est-à-dire qu'une protéine ne peut activer qu'une réaction spécifique ou un groupe de réactions similaires. Le plus souvent, le schéma "enzyme - substrat d'un processus" fonctionne.
2. Niveau d'activité extrêmement élevé, car certains types de protéines sont capables d'accélérer les réactions par un facteur de plusieurs millions.
3. Les enzymes dépendent fortement des conditions environnementales.Ils ne sont actifs que dans une certaine plage de température. Le pH du milieu est également fortement affecté. Il existe une courbe indiquant les valeurs minimale, maximale et optimale pour chaque enzyme.
4. Il existe des composés spéciaux appelés effecteurs qui peuvent inhiber la nature des catalyseurs biologiques ou, au contraire, les influencer positivement.
5. Le substrat sur lequel l’enzyme travaille doitêtre strictement spécifique. Il existe une théorie appelée clé et verrou. Il décrit le mécanisme d'action de l'enzyme sur le substrat. Le catalyseur, comme une clé, est intégré au substrat avec son centre actif et la réaction commence.
6. Après le processus, l'enzyme est détruite partiellement ou complètement.

Il est donc évident que la valeur des catalyseurs protéiques est extrêmement élevée pour les organismes vivants. Cependant, leur fonctionnement est soumis à certaines règles et est limité par la portée des conditions environnementales.

Étudier la catalyse à l'école

Dans le cadre du programme scolaire, des catalyseursétudié à la fois en chimie et en biologie. Lors des cours de chimie, ils sont étudiés sous l’angle des substances permettant la synthèse industrielle et l’obtention d’un grand nombre de produits variés. Dans les cours de biologie, ce sont les catalyseurs biologiques qui sont pris en compte. La 9e année comprend l’étude de la biologie moléculaire et des principes fondamentaux de la biochimie. C'est donc à ce stade de l'éducation que les étudiants reçoivent les bases des connaissances sur les enzymes en tant que substances actives dans les organismes vivants.

Les leçons sont des expériences confirmant l'activité chimique de ces substances dans certaines plages de température et de pH:

• étude de l'effet du peroxyde d'hydrogène en tant que catalyseur sur les carottes crues et bouillies;
• effets sur la viande (transformée thermiquement et crue), les pommes de terre et autres produits.

Enzymes dans le corps humain

Chaque étudiant, suffisamment éduqué etqui a franchi la ligne de l’enseignement moyen, sait comment on appelle les catalyseurs biologiques. Les enzymes dans le corps ont une spécialisation strictement spécifique. Par conséquent, pour chaque processus, vous pouvez nommer votre substance catalytique.

Ainsi, toutes les enzymes du corps peuvent être divisées en plusieurs groupes:

• des oxydoréductases, par exemple la catalase ou l'alcool déshydrogénase;
• transferases - kenase;
• hydrolases importantes pour la digestion: pepsine, amylase, lipoprotéine lipase, estérase et autres;
• des ligases, par exemple l'ADN polymérase;
• l'isomérase;
• les lyases.

Puisque tous ces composés ont des protéinesnature, ainsi qu’un complexe de vitamines dans la composition, une augmentation de la température corporelle est lourde de dénaturation de la structure et, par conséquent, de cessation de toutes les réactions biochimiques. Dans ce cas, le corps est proche de la mort. Par conséquent, la température corporelle élevée doit être abaissée pendant une maladie.

L'utilisation de catalyseurs protéiques dans l'industrie

Les enzymes sont souvent utilisées dans diverses industries:

• produit chimique;
• textile;
• nourriture

Vous trouverez des produits de nettoyage et des poudres à lessiver contenant des enzymes sur les rayons des magasins. Ce sont des enzymes qui améliorent la qualité du lavage des vêtements.

A quoi servent les catalyseurs biologiques?

Il est difficile de surestimer leur signification.Après tout, ils permettent non seulement aux organismes vivants de vivre, de respirer, de manger, d’exercer des processus métaboliques, mais également de détruire des déchets industriels, de se procurer des médicaments, de protéger et de protéger notre santé et l’environnement.