Катализатор срещу Ензим

Ензимите и катализатори и двете влияят на скоростта на реакцията. Всъщност всички известни ензими са катализатори, но не всички катализатори са ензими. Най- разлика между катализатори и ензими е, че ензимите са до голяма степен органични по природа и са биокатализатори, докато не ензимните катализатори могат да бъдат неорганични съединения. Нито катализатори, нито ензими не се консумират в реакциите, които катализират.

За простота, катализатор в тази статия се отнася до не ензимните катализатори, за лесно разграничаване от ензимите.

Сравнителна диаграма

Разлики - прилики - Таблица за сравнение между катализатор и ензим

	катализатор	ензим
функция	Катализаторите са вещества, които увеличават или намаляват скоростта на химическа реакция, но остават непроменени.	Ензимите са протеини, които увеличават скоростта на химичните реакции, превръщащи субстрата в продукт.
Молекулно тегло	Съединения с ниско молекулно тегло.	Кълбовидни протеини с високо молекулно тегло.
Видове	Има два типа катализатори - положителни и отрицателни катализатори.	Има два типа ензими - активационни ензими и инхибиторни ензими.
природа	Катализаторите са прости неорганични молекули.	Ензимите са сложни протеини.
Алтернативни термини	Неорганичен катализатор.	Органичен катализатор или био катализатор.
Процент на реакция	Обикновено по-бавно	Няколко пъти по-бързо
специфичност	Те не са специфични и следователно в крайна сметка създават остатъци с грешки	Ензимите са силно специфични, произвеждащи голямо количество добри остатъци
условия	Висока температура, налягане	Меки условия, физиологично pH и температура
С-С и С-Н връзки	отсъстващ	настояще
пример	ванадиев оксид	амилаза, липаза
Енергия за активиране	Понижава го	Понижава го

Съдържание: Катализатор срещу Ензим

• 1 Кратка история на катализаторите, ензимите и катализата
• 2 Структура на катализаторите и ензимите
• 3 Разлики в механизма на реакциите
• 4 Примери за каталитични и ензимни реакции
• 5 Промишлени приложения
• 6 Референции

Кратка история на катализаторите, ензимите и катализата

катализа реакциите са били известни на хората от много векове, но те не успяха да обяснят събитията, които виждаха навсякъде около тях, ферментация на вино до оцет, закваска на хляб и т. н. През 1812 г. руският химик Готлиб Сигизмунд Константин Кирххоф изучава разграждането. нишесте в захар или глюкоза във вряща вода в присъствие на няколко капки концентрирана сярна киселина. Сярната киселина остава непроменена след експеримента и може да бъде възстановена. През 1835 г. шведският химик Йонс Якоб Берцелиус предложи името „катализа " от гръцкия термин 'ката' означаващ надолу и 'lyein' означава разхлабване.

След като каталитичните реакции са разбрани, учените откриват много реакции, които променят скоростта в присъствието на катализатори. Луи Пастьор откри, че има някакъв фактор, който катализира експериментите му със захарната ферментация и който е активен само в живи клетки. По-късно този фактор е наречен от немския физиолог Вилхелм Кюне през 1878 г. като „ензим“. ензим идва от гръцката дума, означаваща „в квас“. През 1897 г. Едуард Бюхнер нарече ензима, който ферментира захарозата, като зимаза. Експериментите му също доказаха, че ензимите могат да функционират извън жива клетка. В крайна сметка бяха открити структура и функция на различни ензими, катализиращи важни функции.

Структура на катализаторите и ензимите

А катализатор е всяко вещество, което може да причини значителни изменения в скоростта на химическа реакция. По този начин може да бъде чист елемент като никел или платина, чисто съединение като силициев диоксид, манганов диоксид, разтворени йони като медни йони или дори смес като желязо-молибден. Най-често използваните катализатори са протонните киселини в реакция на хидролиза. Редокс реакциите се катализират от преходните метали, а платината се използва за реакции, включващи водород. Някои катласти се проявяват като прекатализатори и се превръщат в катализатори в хода на реакцията. Типичният пример е този на катализатора на Уилкинсън - RhCl (PPh₃)₃ който губи един трифенилфосфинов лиганд, докато катализира реакцията.

Ензимите са глобуларни протеини и могат да се състоят от 62 аминокиселини (4-оксалокротонат) до размер на 2500 аминокиселини (синтаза на мастни киселини). Съществуват и ензими, базирани на РНК, наречени рибозоми. Ензимите са специфични за субстрата и обикновено са по-големи от съответните им субстрати. Само малка част от ензим участва в ензимната реакция. Активното място е мястото, където субстратите се свързват с ензим за улесняване на реакцията. Други фактори като co фактори, директни продукти и т.н. също имат специфични места на свързване на ензима. Ензимите са изградени от дълги вериги от аминокиселини, които се сгъват една върху друга, което поражда кълбовидна структура. Аминокиселинната последователност придава на ензимите тяхната субстратна специфичност. Топлината и химичните вещества могат да денатурират ензим.

Разлики в механизма на реакциите

И двете катализатори и ензими намалете енергията на активиране на реакцията, като по този начин увеличите нейната скорост.

А катализатор може да бъде положителна (нарастваща скорост на реакция) или отрицателна (намаляваща скорост на реакция). Те реагират с реагенти в химическа реакция, за да се получат междинни продукти, които в крайна сметка освобождават продукта и регенерират катализатора. Помислете за реакция къде
° С е катализатор
А и B са реагенти и
P е продуктът.

А типична каталитична химическа реакция би било:

А + ° С → променлив ток
B + променлив ток → ABC
ABC → настолен компютър
настолен компютър → P + ° С

Катализаторът се регенерира в последния етап, въпреки че в междинните етапи се интегрира с реагенти.

Ензимни реакции възникват по много начини:

• Понижаване на енергията на активиране и пораждане на стабилно преходно състояние обикновено се постига чрез изкривяване на формата на субстрата.
• Намаляване на енергията на преходното състояние без изкривяване на субстрата.
• Временно образуване на ензимен субстратен комплекс и по този начин осигурява алтернативен път за протичане на реакцията.
• Намаляване на реакционната ентропия.
• Повишаване на температурата.

Механизмът на ензимното действие следва индуцирания модел на напасване, както е предложено от Daniel Koshland през 1958 г. Според този модел субстратът се формова в ензима и може да има леки промени във формата на ензима и субстрата, тъй като субстратът се свързва на активното място на ензим за образуване на ензимния субстратен комплекс.

Примери за каталитични и ензимни реакции

А каталитичен преобразувател използвано в автомобилите е устройство, което премахва газовете, причиняващи замърсяване от автомобилните изпускателни системи. Платина и родий са катализаторите, използвани тук, които разграждат опасните газове до безобидни. Например напр. азотният оксид се превръща в азот и кислород в присъствие на малко количество платина и родий.

Ензимът амилаза подпомага храносмилането за превръщане на сложно нишесте в по-лесно усвоима захароза.

Промишлени приложения

Катализатори се използват при преработка на енергия; производство на насипни химикали; фини химикали; при производството на маргарин и в околната среда, където те играят критична роля на свободни радикали с хлор при разграждането на озона.

Ензимите се използват при преработка на храни; бебешки храни; варене; плодови сокове; млечно производство; нишесте, хартия и биогорива; почистване, почистване на контактни лещи; каучук и фотография и молекулярна биология.

Препратки

• Уикипедия: Ензим
• Уикипедия: Катализа
• Ензимна информация - Науката е изяснена