酵素は基質をその活性部位に引き付け、生成物を生成する化学反応を触媒し、生成物を解離させます。酵素-基質複合体は、酵素がその基質と結合すると形成されます。酵素の一般的な作用機序は、活性化エネルギーを低下させることです。酵素の活性化エネルギーは、pH 値の低下とともに増加します。この記事では、酵素触媒の重要性のメカニズムを探り、酵素触媒のメカニズムのいくつかの質問に答えます.
酵素触媒作用:
- 触媒作用では、触媒として知られる物質を使用して、反応速度を変化させます (触媒は反応に参加しません。その組成と濃度は変化しません)。
- 化学では、触媒は反応速度を高める物質です。
- 植物や動物は、多くの重要な生化学反応を促進および加速するために酵素に依存しています。
- 酵素触媒作用は、触媒としての酵素の応用です。
- 窒素含有酵素は複雑な化合物です。
- これらの化合物は、動物や植物の体内で自然に生成されます。
- 水に溶解すると、酵素は高分子量タンパク質の異種混合物を形成します。
- 生物の体内で起こるさまざまな反応に関与しています。
酵素触媒作用の特徴:
- 酵素触媒は、1 秒間に最大 100 万分子の反応物を変換できます。その結果、酵素触媒は非常に効率的であると考えられています。
- 生化学触媒は特定の反応に固有のものであるため、複数の反応に使用することはできません。
- 最適温度とは、触媒が最も効果を発揮する温度です。温度に関係なく、生化学触媒の活性は低下します。
- 溶液の pH は、生化学的触媒作用にとって重要です。触媒は、5～7 の間の pH 範囲にある必要があります。
- Na+ や Co2+ などの補酵素または活性化因子の存在下で、酵素活性が増加します。これは、金属イオンと酵素の間の結合が弱いためです。
酵素触媒のメカニズム:
酵素は、その表面に多数の空洞を持っています。これらの空洞には、-COOH、-SH などのグループがあります。生化学粒子には、このような活性中心があります。鍵が錠前に収まるように、酵素と反対の電荷を持つ基質も鍵に収まります。複雑な形態の活性基は、生成物の分解につながります。その結果、次の 2 つの手順が必要になります。
最初のステップは、酵素と反応物を組み合わせることです:-
E+R→ER
生成物を生成するための複雑な分子の分解は、ステップ 2 です:-
ER→E+R
メカニズムの数:
<オール>- タンパク質には、補酵素が与える化学官能基がありません。
- たとえば、アミノ酸のスルフヒドリル基のみが酸化および還元反応に関与する可能性があり、ジスルフィドの形成/切断は、ほとんどの生体分子の官能基を変化させるのに十分な還元力を与えません.
- 電子受容体および電子供与体として、いくつかの補酵素のうちの 1 つ、通常はニコチンアミド アデニン ジヌクレオチド (NAD) またはフラビン アデニン ジヌクレオチド (FAD) が必要です。
酵素が反応を触媒する方法
- 酵素は、さまざまな方法でプロセスを触媒します。以下にいくつかの例を示します:
- 酵素には基質内の結合を不安定にする能力があります。
- 近接性と方向性:酵素が基質に結合すると、酵素のコンフォメーションの変化により、反応性基が互いに接近したり、反応できるように向きを変えたりする可能性があります。
- 結合分極と反応速度は、プロトン ドナーとアクセプターの酸性基または塩基性基の存在によって影響を受ける可能性があります。
- 静電触媒作用:活性複合体は、酵素と基質の間の静電引力によって安定化されます。
- 共有触媒は、側鎖または補因子と共有結合を形成することにより、遷移状態のエネルギーを低下させます。
- その結果、酵素は、進化が非常に強力な触媒を生成したことを示しています。
結論
酵素は基質をその活性部位に引き付け、生成物を生成する化学プロセスを触媒し、生成物を解離します (酵素表面から分離します)。酵素基質複合体は、酵素とその基質の組み合わせです。
