Katalizator kontra enzym
Kiedy jeden lub więcej reagentów przekształca się w produkty, mogą one przechodzić różne modyfikacje i zmiany energii. Wiązania chemiczne w reagentach zrywają się i tworzą się nowe wiązania, aby wytworzyć produkty, które są całkowicie różne od reagentów. Ten rodzaj modyfikacji chemicznej jest znany jako reakcje chemiczne. Cząsteczka musi zostać aktywowana, zanim będzie mogła przejść reakcję. Cząsteczki zwykle nie mają w sobie dużo energii, tylko czasami niektóre cząsteczki znajdują się w stanie energetycznym, aby przejść reakcje. Tam, gdzie są dwa reagenty, aby reakcja zaszła, reagenty muszą zderzać się ze sobą we właściwej orientacji. Chociaż reagenty po prostu spotykają się ze sobą, większość spotkań nie prowadzi do reakcji. Te obserwacje nasunęły ideę posiadania bariery energetycznej dla reakcji.
Co to jest katalizator?
Katalizator obniża barierę energetyczną reakcji, dzięki czemu reakcja przebiega szybciej w obu kierunkach. Katalizatory można zdefiniować jako substancje, które zwiększają szybkość reakcji, ale pozostają niezmienione po reakcji. Chociaż katalizator może zmienić swoją postać podczas reakcji, powraca do pierwotnej postaci po zakończeniu reakcji. Chociaż katalizator zwiększa szybkość reakcji, nie wpływa na położenie równowagi. W reakcji niekatalizowanej bariera energii aktywacji jest wysoka w porównaniu z reakcją katalizowaną. Aktywacja reakcji może być wyższa, jeśli stan przejściowy ma bardzo nieprawdopodobną konformację. Katalizatory mogą zmniejszyć tę energię, wiążąc cząsteczkę reagenta w stanie pośrednim, który przypomina stan przejściowy. W tym przypadku wiązanie obniża energię katalizującą reakcję. Co więcej, katalizator może wiązać dwie reagujące cząsteczki i orientować je w celu zwiększenia ich szansy na reakcję. Tak więc katalizator zwiększa szybkość, obniżając entropię działania w reakcji. Katalizę można podzielić na katalizę heterogeniczną i katalizę homogeniczną. Jeśli katalizator i reagenty są w dwóch fazach, mówi się, że jest to kataliza heterogeniczna (np. kataliza stała z reagentami ciekłymi). A jeśli są w tej samej fazie (stałej, ciekłej lub gazowej), jest to kataliza jednorodna. Katalizatory są szeroko stosowane w laboratoriach chemicznych i przemyśle, w celu zwiększenia wydajności reakcji. Większość metali bloku d, takich jak Pt, Pd, Cu, jest wspólna ze względu na ich aktywność katalityczną.
Co to jest enzym?
Enzymy to podstawowe makrocząsteczki biologiczne. Są to cząsteczki białka, czasami związane z innymi metalami, koenzymami lub grupami prostymi. Enzymy są katalizatorami biologicznymi, które zwiększają szybkość reakcji biologicznych w bardzo łagodnych warunkach. Normalnie enzymy potrzebują bardzo specyficznych warunków do funkcjonowania. Na przykład działają w optymalnych temperaturach, warunkach pH itp. Enzymy są białkami, więc gdy są poddawane działaniu wysokiej temperatury, stężenia soli, sił mechanicznych, rozpuszczalników organicznych i stężonych roztworów kwasów lub zasad, mają tendencję do denaturacji. Dwie właściwości, które najwyraźniej sprawiają, że enzym jest potężnym katalizatorem, to:
– Ich specyficzność wiązania substratu.
– Optymalne rozmieszczenie grup katalitycznych w miejscu aktywnym enzymu
Jaka jest różnica między katalizatorem a enzymem?
• Enzymy są katalizatorami biologicznymi i wiadomo, że są bardzo wydajne. Powodują wzrost szybkości, który jest o rzędy wielkości większy niż w przypadku najlepszych katalizatorów chemicznych.
• Katalizatory mogą być organiczne lub nieorganiczne, a enzymy to katalizatory organiczne.
• Enzymy są specyficzne dla substratów. Ale inne katalizatory nie są takie.
• Tylko niewielka część enzymu, znanego jako centrum aktywne, bierze udział w procesie katalitycznym, co odróżnia je od innych katalizatorów.
