Вопрос химику: в чем отличие ферментов от неорганических катализаторов?

Ферменты и неорганические катализаторы – вещества регулирующие скорость и результат протекания различных химических и биохимических реакций.

Они активно участвуют в естественных процессах человеческого организма, также применяются в химической промышленности в процессе производства широкого перечня различных веществ.

Рассмотрим подробней, чем отличается действие ферментов от действия неорганических катализаторов и чем эти вещества в целом отличаются друг от друга.

Что такое ферменты?


Ферментом называются вещества на основе белков и их соединений. Как правило, они применяются для ускорения протекания различных реакций в живых системах.

При проведении реакции действующее вещество, добавляемое в состав, называется субстратом, конечное вещество, получившееся после протекания реакции, называется продуктом. Синоним фермента является слово энзим, которое также может использоваться в биохимии.

В биологическом организме ферменты могут иметь разные места локализации. Так, они могут быть растворены в цитоплазме, или же связаны с конкретными органоидами, участвуя в строго определенных химических и биологических процессах.

По классификации они делятся на следующие подвиды:

  1. Эктоферменты – находятся в плазматической мембране, участвуют в процессах происходящих вне ее.
  2. Эндоферменты – локализованы внутри клеточной структуры, участвуют в процессах биологического синтеза, и передачи энергии, являясь катализатором.
  3. Экзоферменты – являются материалом, выделяющимся из клеток и участвующим в процессах за ее пределами. Способствуют структурному расщеплению молекул для обеспечения необходимых свойств проводимости мембран.
  4. Гдролитические ферменты – участвуют в процессах питания клеток и микроорганизмов.

Это далеко не полный перечень существующих разновидностей, каждая из которых имеет свои конкретные задачи при прохождении биохимических реакций.

Что такое неорганические катализаторы?


К неорганическим катализаторам относятся различные вещества, также способные влиять на темпы проведения химических и биохимических реакций в живых организмах.

Неорганические катализаторы от ферментов отличаются в первую очередь тем, что не являются органическим материалом. К ним относятся различные кислоты, металлы и прочие вещества, имеющие каталитический результат.

Для чего используются ферменты?

Ферменты участвуют практически во всех биологических процессах, протекающих в живых организмах. Их основным назначением, является оказание каталитического эффекта, иными словами – ускорение химической реакции. Они играют важную роль позволяя проводить реакции на более низком энергетическом уровне. Схожего эффекта можно добиться путем повышения температуры среды, влияющей на тепловое движение молекул внутри нее.

При прохождении реакции катализатор взаимодействует с реагентом в результате чего образуется новое соединение. После распада соединения образуется новое вещество и свободный катализатор, способный к повторному воспроизведению процесса, образуя цикличную реакцию.

Существует более 5000 разновидностей энзимов, каждый из которых играет свою роль и участвует в процессах связанных с обменом веществ в биологическом организме.

Их особенностью является то, что они способны воздействовать на реакции в двух направлениях, как значительно ускоряя их ход, так и существенно замедляя.

Кроме того, отличие ферментов от катализаторов неорганического типа сводится к большей эффективности при участии в биохимических процессах. Они способны производить до нескольких миллиардов реакций, в отличие от неорганических веществ, вступающих в реакции сотни тысяч раз при тех же равных условиях.

Для чего используются неорганические катализаторы?


Неорганические катализаторы, в перечень которых входят различные кислоты, металлы и соединения, также применяются в качестве средства для ускорения химических реакций обеспечивающих различные биохимические процессы в живом организме. Их существенным отличием является небелковое происхождение и как правило они вводятся в организм извне, но могут и продуцироваться им, как в случае с рядом кислот.

Объединяющей особенностью обоих веществ, является то, что они способны ускорять только термодинамические реакции. Кроме того, они не изменяют равновесия реакции, влияя лишь на скорость ее протекания естественным путем. Также оба вещества не расходуются в процессе катализа.

Еще одним общим свойством является и то, что процесс катализа не может действовать обратно, ход реакции не может меняться независимо от воздействия на него, меняется только скорость.

Если назначение веществ является приблизительно одинаковым, то стоит рассмотреть подробней, чем отличаются ферменты от неорганических катализаторов:

  1. Ферменты в силу своего белкового происхождения, более чувствительны к условиям среды и могут участвовать в реакциях при температуре +36С…+37С или с небольшими отклонениями от нее, в то время как катализаторы, имеющие неорганическое происхождение могут работать в значительно более широком термическом диапазоне.
  2. В силу описанной выше особенности, протекание ферментативных реакций возможно только внутри живого организма, внутри клеток, тканей и т.д. Дело в том, что для активации требуются определенные условия температуры, влажности, давления.
  3. Ферментативные реакции имеют возможность регуляции под воздействием активаторов и ингибиторов, позволяющих контролировать интенсивность биохимических процессов, неорганические катализаторы такой возможности не имеют.
  4. Ферменты имеют свойство конформационной лабильности, выражающееся в способности изменять структуру из-за разрыва и повторного образования связей нового типа с другими веществами.

Данные различия позволяют использовать определенные вещества для определенного типа процессов, добиваясь нужной скорости течения химических и биохимических процессов.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Какая разница
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: