1。結合強度と分子の複雑さ：
* 強い債券： 生物学的分子は、強力な共有結合によってまとめられています。これらの結合を破るには、かなりの量のエネルギーが必要であり、高い活性化エネルギーに寄与します。
* 複雑な構造： タンパク質、DNA、炭水化物などの生物学的分子は複雑で、複雑な3D構造があります。 反応を容易にするためにこれらの構造を再配置するには、追加のエネルギーが必要です。
2。極性と相互作用：
* 溶媒としての水： 生物学的反応はしばしば水性環境で起こります。水分子は、反応物と強い水素結合を形成し、時には相互作用を妨げることがあります。
* 疎水性効果： 非極性分子は、水との接触を最小限に抑える傾向があります。これにより、これらの分子を含む反応の障壁が生じる可能性があります。
3。 特異性と精度：
* 酵素触媒： 多くの生物学的反応は、触媒として作用する酵素によって促進されます。酵素は活性化エネルギーを低下させますが、高特異性も保証し、適切な分子が適切なパートナーと反応するようにします。この特異性は、非触媒反応のエネルギー障壁を増加させることがあります。
* 正確な制御： 生物学的反応の高い活性化エネルギーは、正確な制御と調節を可能にします。 彼らは自発的に進行しませんが、特定の手がかりと条件を必要とします。
なぜこの高い活性化エネルギーが重要ですか？
* 安定性と制御： 高い活性化エネルギーは、生物学的分子が安定しており、自発的に分解しないことを保証します。
* 規制： 反応速度を正確に制御できるようになり、細胞を損傷する可能性のある制御されていない反応を防ぎます。
* 効率： 高い活性化エネルギーにより、細胞は特定の反応にエネルギーを向けることができ、効率を最大化できます。
重要な注意：
多くの生物学的反応には活性化エネルギーが高くなりますが、好ましい熱力学（負のギブス自由エネルギー）のために自発的に進行するものもあります。ただし、高い活性化エネルギーは、これらの反応の調節に依然として役割を果たしています。
酵素と活性化エネルギー：
酵素は、これらの活性化エネルギー障壁を克服する上で重要な役割を果たします。彼らはこれを行います：
* 遷移状態の安定化： 酵素は反応物に結合し、その形状を歪め、遷移状態に近づけます。これにより、反応が進むのに必要なエネルギーが低下します。
* 代替経路の提供： 酵素は、より低い活性化エネルギーを持つ異なる反応経路を提供し、非触媒反応の高エネルギー障壁をバイパスします。
活性化エネルギーを低下させることにより、酵素は生物学的反応の速度を劇的に増加させ、私たちが知っているように生命を作ります。
