Enzymer, som biokatalysatorer, ligner i mange aspekter generelle katalysatorer. Hvis dosis er lille, og den katalytiske effektivitet er høj. Ligesom generelle katalysatorer kan enzymer kun ændre hastigheden af kemiske reaktioner og kan ikke ændre ligevægtspunktet for kemiske reaktioner. Enzymer i sig selv ændres ikke før og efter reaktionen, så enzymer med relativt lavt indhold i celler kan katalysere et stort antal substratændringer på kort tid, hvilket afspejler effektiviteten af enzymkatalyse. Enzymer kan reducere reaktionens aktiveringsenergi, men ændrer ikke ændringen i fri energi (△ G) under reaktionsprocessen, hvilket accelererer reaktionshastigheden og forkorter reaktionens tid til at nå ligevægt uden at ændre ligevægtskonstanten.
Den katalytiske virkning af enzymer udviser unikke egenskaber sammenlignet med generelle katalysatorer.
(A) den høje effektivitet af enzymkatalyse
Enzymets katalytiske aktivitet er meget højere end den kemiske katalysators. For eksempel katalyserer katalase (indeholdende Fe2+) og uorganiske jernioner følgende nedbrydningsreaktion af hydrogenperoxid. 1 mol katalase kan katalysere nedbrydningen af 5×106 mol H2O2 inden for 1 min. Under de samme betingelser kan 1 mol kemisk katalysator Fe2+ kun katalysere 6×10-4 mol H2O2-nedbrydning. Sammenlignet med de to er den katalytiske effektivitet af katalase omkring 1010 gange den for Fe2+.
Den katalytiske effektivitet af enzymer kan udtrykkes ved begrebet omsætningstal. Konverteringstallet refererer til antallet af molekyler, der kan omdannes af hvert enzymmolekyle pr. minut, når substratkoncentrationen er stor nok, det vil sige antallet af molekyler, der katalyserer den kemiske ændring af substratet. Ifølge dataene introduceret ovenfor kan konverteringstallet for katalase beregnes som 5×106. Konverteringstallet for de fleste enzymer er omkring 1 000, og de største kan nå mere end 106.
(B) den høje specificitet af enzymkatalyse
Et enzym kan kun virke på en bestemt klasse eller et specifikt stof. Dette er specificiteten af enzymvirkning. For eksempel kan glykosidbindinger, esterbindinger og peptidbindinger hydrolyseres ved syre-base-katalyse, men enzymerne, der hydrolyserer disse kemiske bindinger, er forskellige, nemlig den tilsvarende glycosidase, esterase og peptidase, det vil sige, at de kan hydrolyseres af specifikke enzymer hhv.
(C) Reaktionsbetingelserne katalyseret af enzym er milde.
Enzymatisk reaktion skal generelt udføres under milde forhold, såsom normal temperatur, normalt tryk og neutral pH-værdi. Fordi enzymet er protein, er det let at miste sin aktivitet i høje temperaturer, stærk syre, stærk alkali og andre miljøer. Fordi enzymet er følsomt over for ændringer i det ydre miljø og let at denaturere og inaktivere, skal reaktionsbetingelserne være strengt kontrolleret, når det bruges.
(D) Justerbarheden af enzymaktivitet
Sammenlignet med kemiske katalysatorer er en anden egenskab ved enzymkatalyse, at dens katalytiske aktivitet kan reguleres automatisk. Selvom der er mange slags kemiske reaktioner i organismer, er de meget koordinerede og velordnede. Ændringen af substratkoncentration, produktkoncentration og miljøforhold kan påvirke enzymets katalytiske aktivitet og dermed kontrollere den koordinerede og velordnede udvikling af biokemiske reaktioner. Uorden og forstyrrelse af enhver biokemisk reaktion vil uundgåeligt føre til sygdomme og endda død af organismer. For at tilpasse sig miljøændringer og opretholde normale livsaktiviteter har organismer dannet et system med automatisk regulering af enzymaktiviteter i den lange udviklingsproces. Der er mange måder at regulere enzymer på, herunder inhibitorregulering, feedbackregulering, kovalent modifikationsregulering, zymogenaktivering og hormonkontrol.
(D) Den katalytiske aktivitet af enzym er relateret til coenzym, hjælpegruppe og metalion.
Nogle enzymer er komplekse proteiner, hvor små molekyler som coenzym, cofaktor og metalioner er tæt beslægtede med enzymernes katalytiske aktivitet. Hvis de fjernes, mister enzymet sin aktivitet.
Oplysningerne i denne artikel kommer fra internettet og bruges ikke som behandlingsrådgivning eller investeringsrådgivning. Hvis denne artikel har indflydelse på dine rettigheder og interesser eller er interesseret i dette produkt, bedes du kontakte os i tide, så vi kan give dig mere hjælp