Катализатор срещу ензим
Когато един или повече реагенти се превръщат в продукти, те могат да преминат през различни модификации и енергийни промени. Химическите връзки в реагентите се разрушават и се образуват нови връзки, за да се генерират продукти, които са напълно различни от реагентите. Този вид химическа модификация е известна като химични реакции. Една молекула трябва да бъде активирана, преди да може да реагира. Молекулите обикновено нямат много енергия със себе си, само понякога някои молекули са в енергийно състояние, за да претърпят реакции. Когато има два реагента, за да се случи реакцията, реагентите трябва да се сблъскат един с друг в правилната ориентация. Въпреки че реагентите просто се срещат един с друг, повечето срещи не водят до реакция. Тези наблюдения дават идеята за наличие на енергийна бариера пред реакциите.
Какво е Catalyst?
Катализаторът понижава енергийната бариера пред реакцията, като по този начин прави реакцията по-бърза и в двете посоки. Катализаторите могат да бъдат определени като видове, които увеличават скоростта на реакцията, но остават непроменени след реакция. Въпреки че катализаторът може да промени формата си по време на реакция, той се връща обратно към първоначалната форма, когато реакцията приключи. Въпреки че катализаторът увеличава скоростта на реакцията, той не засяга позицията на равновесие. При некатализирана реакция енергийната бариера на активиране е висока в сравнение с катализирана реакция. Активирането на реакция може да бъде по-високо, ако преходното състояние има много малко вероятна конформация. Катализаторите могат да намалят тази енергия чрез свързване на молекулата на реагента в междинно състояние, което наподобява преходното състояние. В този случай свързването понижава енергията, катализираща реакцията. Освен това, катализаторът може да свърже две реагиращи молекули и да ги ориентира, за да увеличи шанса им да реагират. По този начин катализаторът увеличава скоростта чрез понижаване на ентропията на действие в реакцията. Катализата може да бъде категоризирана като хетерогенна катализа и хомогенна катализа. Ако катализаторът и реагентите са в две фази, тогава се казва, че това е хетерогенна катализа (напр.: твърда катализа с течни реагенти). И ако те са в една и съща фаза (твърдо, течно или газообразно), това е хомогенна катализа. Катализаторите се използват до голяма степен в химически лаборатории и индустрии, за да се повиши ефективността на реакциите. Повечето d-блок метали като Pt, Pd, Cu са често срещани поради тяхната каталитична активност.
Какво е ензим?
Ензимите са основни биологични макромолекули. Те са протеинови молекули, понякога свързани с други метали, коензими или простетични групи. Ензимите са биологични катализатори, които увеличават скоростта на биологичните реакции при много меки условия. Обикновено ензимите се нуждаят от много специфични условия, за да функционират. Например, те функционират при оптимални температури, pH условия и т.н. Ензимите са протеини, така че когато са подложени на високо ниво на топлина, концентрации на соли, механични сили, органични разтворители и концентрирани киселинни или основни разтвори, те са склонни да денатурират. Две свойства, които очевидно правят ензима мощен катализатор, са:
– Тяхната специфика на свързване на субстрата.
– Оптимално подреждане на каталитичните групи в активно място на ензима
Каква е разликата между Catalyst и Enzyme?
• Ензимите са биологични катализатори и е известно, че са много ефективни. Те причиняват подобрения на скоростта, които са с порядък по-голям от този на най-добрите химически катализатори.
• Катализаторите могат да бъдат органични или неорганични, а ензимите са органични катализатори.
• Ензимите са специфични за субстратите. Но другите катализатори не са така.
• Само малка част от ензим, известен като активно място, участва в каталитичния процес, което ги отличава от другите катализатори.
