主な違い – 触媒と酵素
触媒と酵素は、反応によって変化せずに反応速度を上げる 2 つの物質です。触媒には酵素と無機触媒の2種類があります。酵素は生体触媒の一種です。 主な違い 触媒と酵素の間にあるのは、触媒は化学反応の速度を速める物質であるのに対し、酵素は生化学反応の速度を速めることができる球状タンパク質です。 .無機触媒には、無機イオンまたは小分子が含まれます。対照的に、酵素は 3D 構造を持つ複雑な高分子です。酵素は特異的で、温和な条件で機能します。
対象となる主な分野
1.カタリストとは
– 定義、特徴、例
2.酵素とは
– 定義、特徴、例
3.触媒と酵素の類似点は何ですか
– 共通機能の概要
4.触媒と酵素の違いは何ですか
– 主な違いの比較
重要な用語:活性化エネルギー、生物学的反応、触媒、化学反応、補因子、酵素、無機触媒、pH、反応速度、温度
触媒とは
触媒は、化学反応をより速い速度で、または異なる条件下で発生させる物質です。通常、反応には非常に少量の触媒が必要です。一般に、触媒は、反応に代替経路を導入することにより、反応の活性化エネルギーを低下させます。触媒は基質と反応して、低エネルギー状態で一時的な中間体を形成します。触媒には、無機触媒と酵素の2種類があります。反応の活性化エネルギーに対する触媒の影響を 図 1 に示します。 .
図 1:反応の活性化エネルギーに対する触媒の影響
無機触媒
無機触媒は、遷移金属または遷移金属酸化物のいずれかです。遷移金属は幅広い特異性で構成されています。それらは、さまざまなルートで発生する化学反応に便利な領域表面を提供します。この異なる経路は、化学反応の活性化エネルギーを低下させます。金属触媒は、一般に表面積の大きい微粉末として使用されます。無機触媒は、物質の性質に基づいて均一系触媒と不均一系触媒に分類できます。
図 2:バナジウム (V) 酸化物
均一系触媒は基質と同相です。例えば、気相基質は、気相触媒によって触媒される。不均一系触媒は、基質と同じ相ではありません。たとえば、鉄は窒素と水素からアンモニアを生成するために使用される金属です。プラチナは、アンモニアから硝酸を生成するために使用されます。バナジウム (V) 酸化物は、硫酸を生成するために使用されます。酸化バナジウム (V) 粉末を 図 2 に示します .
酵素とは
酵素は、生体が体温で細胞内の生化学反応を触媒するために生成する生体高分子です。生命維持に欠かせない酵素の働き。生体内で起こるすべての生化学反応は触媒に依存しています。これまでに約4,000種類の酵素の働きが知られています。酵素は体温やpHなどの温和な条件で働きます。それらは、生体内の物質の構築と分解の反応を触媒します。酵素の機能は非常に特異的です。ほとんどの酵素は、高分子量の球状タンパク質で構成されています。球状タンパク質は、多タンパク質複合体に再編成されます。一部の酵素は、その作用のために補因子の助けを必要とします。補因子は、Mg、Fe、Zn、Mn などの無機イオン、または補酵素と呼ばれる小さな有機分子です。酵素は、酵素への補因子の結合によって阻害または活性化されます。
図 3:グルコシダーゼ酵素
酵素は、触媒する反応の種類に基づいて 6 つのタイプに分類されます。それらは、酸化還元酵素、転移酵素、リアーゼ、加水分解酵素、リガーゼ、イソメラーゼです。マルトースを 2 つのグルコース分子に変換する酵素グリコシダーゼを 図 3 に示します。 .
触媒と酵素の類似点
- 触媒も酵素も、活性化エネルギーを下げることで化学反応の速度を上げます。
- 触媒も酵素も反応によって変化しません。
- 触媒と酵素の両方が一時的に基質に結合します。
- 正反応と逆反応の両方の速度は、触媒と酵素によって増加します。
- 触媒も酵素も、反応の平衡定数には影響しません。
触媒と酵素の違い
定義
触媒: 触媒は、永続的な化学変化を起こすことなく、化学反応の速度を上げる物質です。
酵素: 酵素は生物によって生成される生物学的分子であり、体温で特定の生化学反応を触媒します。
相関
カタリスト: 触媒は、無機触媒または酵素のいずれかです。
酵素: 酵素は一種の触媒です。
タイプ
カタリスト: 無機触媒は無機イオンまたは小分子です。
酵素: 酵素は球状タンパク質です。
サイズの違い
触媒: 無機触媒は、基質分子とサイズが似ています。
酵素: 酵素は基質分子よりかなり大きいです。
分子量
カタリスト: 無機触媒は低分子量です。
酵素: 酵素は高分子量です。
アクション
カタリスト: 無機触媒は物理反応に作用します。
酵素: 酵素は生化学反応に作用します。
効率
カタリスト: 無機触媒は効率が悪い。
酵素: 酵素は非常に効率的です。
特異性
カタリスト: 無機触媒は、さまざまな一連の反応の速度を高めることができます。
酵素: 酵素は特定の反応の速度を上げることしかできません。
調節分子
カタリスト: 無機触媒の機能は、調節分子によって制御されません。
酵素: 酵素の機能は、調節分子と酵素との結合によって調節されます。
温度
触媒: 無機触媒は高温で機能します。小さな温度変化には敏感ではありません。
酵素: 酵素は特定の温度で機能します。低温では不活性で、高温では変性します。
pH
カタリスト: 無機触媒は、pH の小さな変化には敏感ではありません。
酵素: 酵素は、特定の範囲の pH でのみ機能します。
プレッシャー
カタリスト: 通常、無機触媒は高圧で作動します。
酵素: 酵素は常圧で作動します。
タンパク質中毒
カタリスト: タンパク質毒は無機触媒に影響を与えません。
酵素: 酵素はタンパク質毒によって毒される可能性があります.
短波放射
カタリスト: 短波放射は無機触媒に影響を与えません。
酵素: 酵素は短波放射によって変性する可能性があります。
例
カタリスト: 酸化バナジウム (V)、鉄、白金は無機触媒の例です。
酵素: アミラーゼ、リパーゼ、グルコース-6-ホスファターゼ、アルコール脱水素酵素、およびアミノトランスフェラーゼ が酵素の例です。
結論
触媒と酵素は、活性化エネルギーを下げることによって化学反応の速度を上げる物質です。ただし、それらは反応によって影響を受けたり変化したりしません。触媒は、無機触媒または酵素のいずれかです。無機触媒は金属イオンまたは小分子であり、生物の化学反応を触媒します。酵素は生体高分子であり、生体内で特定の生化学反応を触媒します。酵素は温和な環境でしか働きません。触媒と酵素の主な違いは、触媒の形態、基質、および触媒反応のモードです。
参照:
1.「触媒とは？」学校化学、こちらから入手できます。 2017 年 8 月 18 日にアクセス。
2.「酵素とは何か?」酵素について |天野 こちらから入手できます。 2017 年 8 月 18 日アクセス。
3.フィリップス、テレサ。 「酵素の構造と機能の定義」バランス、こちらから入手できます。 2017 年 8 月 18 日にアクセス。
画像提供:
1. 「CatalysisScheme」 By 機械可読な著者は提供されていません。スモークフットを想定。 Commons Wikimedia を介して (著作権の主張に基づいて) (パブリック ドメイン) と見なされる自身の作品
2. 「五酸化バナジウム粉末」W. Oelen 著 – (CC BY-SA 3.0) Commons Wikimedia 経由
3. 「グルコシダーゼ酵素」Thomas Shafee 著 – Commons Wikimedia による自身の作品 (CC BY-SA 4.0)
