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酵素はどのように化学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、いくつかの重要なステップを含む魅力的なメカニズムを通じてこれを達成します。

1。アクティブサイトへの基質の結合:

* 特異性: 各酵素には、特定の形状と化学環境を備えた3次元ポケット、独自のアクティブサイトがあります。この部位は、基質と呼ばれる特定の分子に結合するように設計されています。

* 誘導フィットモデル: 酵素と基質は、最初は完全に合うものではありません。基板が結合すると、アクティブサイトは形状をわずかに変化させて、手袋が手に適応するように、基板をよりぴったりとフィットします。この誘導フィットは、反応に最適に基質を配置するのに役立ちます。

2。遷移状態の形成:

* 活性化エネルギーの低下: 酵素は、活性化エネルギーを低下させることにより反応を促進します。これは、反応が開始するために必要なエネルギーです。これは、反応が発生するために到達する必要がある不安定な高エネルギーの中間体である遷移状態を安定化することによって行われます。

* 安定化: 酵素はさまざまなメカニズムを使用して活性化エネルギーを低下させます。

* 近接性と向き: 活性部位は、反応のために正しい方向で基質分子を互いに近づけます。

* ひずみ: アクティブサイトは基板にストレスをかけ、その結合を歪め、壊れやすくすることができます。

* 酸塩基触媒: 酵素残基は、結合を破壊または形成するのに役立つ陽子(H+)を寄付または受け入れることができます。

* 共有触媒: 酵素は、基質と一時的な共有結合を形成し、結合の破壊と形成を促進することができます。

3。製品のリリース:

* 製品形成: 遷移状態に到達すると、反応は迅速に進行し、製品が形成されます。

* 製品リリース: 酵素は、その活性部位から製品を放出します。酵素は、別の基質を結合し、反応を再び触媒する準備ができています。

要約:

*酵素は、化学反応を高速化する非常に特異的で効率的な触媒です。

*彼らは、主に遷移状態を安定化することにより、活性化エネルギーを下げることにより、これを達成します。

*この安定化には、近接、ひずみ、酸塩基触媒、共有触媒などのさまざまなメカニズムが含まれます。

*酵素はプロセス全体で変化しないままであり、複数の反応に再利用できます。

例:

* ラクターゼ: 乳糖(乳糖)をよりシンプルな糖に分解します。

* DNAポリメラーゼ: 細胞分裂中にDNAをコピーします。

* ペプシン: 胃のタンパク質を分解します。

注: 酵素は非常に効率的ですが、それらの活性は、温度、pH、阻害剤の存在などの要因に影響を与える可能性があります。

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