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酵素はどのように反応を触媒しますか?

酵素は、その過程で消費されることなく化学反応を高速化する生物学的触媒です。彼らは、反応の活性化エネルギーを低下させることにより、この驚くべき偉業を達成します。これは、反応が発生するために必要な最小エネルギーです。これが彼らのやり方です:

1。基質結合:

*酵素は、アクティブサイトと呼ばれる特定の3次元形状を持っています。この部位は、基質と呼ばれる分子の形状を補完します。

*酵素は、弱い相互作用(水素結合、静電相互作用、ファンデルワールスの力)を介して基質に結合し、酵素 - 基質複合体を形成します。この結合は、反応が発生するために基質分子を正しい方向にもたらします。

2。活性化エネルギーの低下:

*酵素活性部位は、反応が進行するために好ましい微小環境を作成します。それはいくつかの方法でこれを行うことができます:

* 遷移状態の安定化: 酵素は、反応を進めるために形成されなければならない高エネルギーで不安定な中間体である遷移状態の形成を促進する方法で基質と相互作用します。

* 代替反応経路の提供: 酵素は、遷移状態に到達するために少ないエネルギーを必要とする代替反応経路を提供する場合があります。

* 近接性と向き: 基質を結合することにより、酵素はそれらを正しい方向にまとめて、反応が起こるようにします。これにより、分子間の衝突が成功する確率が向上します。

3。製品の形成とリリース:

*反応が完了すると、酵素は製品を放出し、元の状態に戻り、別の基質分子に結合する準備ができています。

酵素触媒に影響を与える重要な要因:

* 特異性: 通常、各酵素は、その活性部位の特定の形状のため、1つまたは少数の反応のみを触媒します。

* 温度とpH: 酵素は最適な温度と、それらが最も効率的に機能するpH範囲を持っています。これらの範囲以外では、それらの活動は減少します。

* 補因子と補酵素: 一部の酵素では、機能するために補因子またはコエンザイムと呼ばれる非タンパク質分子が必要です。これらの分子は、結合基質、反応の促進、または電子の運搬に役立ちます。

酵素触媒の例:

* ラクターゼ: 乳糖(乳糖)をグルコースとガラクトースに分解します。

* DNAポリメラーゼ: 遺伝コードをコピーして、DNAを再現します。

* ペプシン: 胃のタンパク質を分解します。

結論として、酵素は非常に効率的な触媒であり、反応が進むためのより低いエネルギー経路を提供することにより生化学的反応を加速します。これは、特定の基質結合、遷移状態の安定化、および活性部位内の反応条件の最適化によって達成されます。

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