Katalyytti vs. entsyymi

entsyymit ja katalyyttejä molemmat vaikuttavat reaktion nopeuteen. Itse asiassa kaikki tunnetut entsyymit ovat katalyyttejä, mutta kaikki katalyytit eivät ole entsyymejä. ero katalyyttien ja entsyymien välillä on, että entsyymit ovat luonteeltaan suurelta osin orgaanisia ja ovat biokatalyyttejä, kun taas ei-entsymaattiset katalyytit voivat olla epäorgaanisia yhdisteitä. Katalyyttejä eikä entsyymejä ei kuluteta reaktioissa, joita ne katalysoivat.

Yksinkertaisuuden vuoksi, katalyytti Tässä artikkelissa tarkoitetaan ei-entsymaattisia katalyyttejä, jotka erottuvat helposti entsyymeistä.

Vertailutaulukko

Erot - yhtäläisyydet - Katalyytin ja entsyymin vertailutaulukko

	katalyytti	Entsyymi
Toimia	Katalyytit ovat aineita, jotka lisäävät tai vähentävät kemiallisen reaktion nopeutta, mutta pysyvät ennallaan.	Entsyymit ovat proteiineja, jotka lisäävät kemiallisten reaktioiden nopeutta muuttamalla substraatti tuotteeksi.
Molekyylipaino	Pienimolekyylipainoiset yhdisteet.	Suurimolekyylipainoiset globaaliproteiinit.
Tyypit	Katalyyttejä on kahta tyyppiä - positiivisia ja negatiivisia katalyyttejä.	Entsyymejä on kahta tyyppiä - aktivaatioentsyymejä ja estäviä entsyymejä.
luonto	Katalyytit ovat yksinkertaisia ​​epäorgaanisia molekyylejä.	Entsyymit ovat monimutkaisia ​​proteiineja.
Vaihtoehtoiset ehdot	Epäorgaaninen katalyytti.	Orgaaninen katalyytti tai biokatalyytti.
Reaktionopeudet	Tyypillisesti hitaampi	Usein nopeammin
spesifisyys	Ne eivät ole spesifisiä ja siksi lopulta tuottavat virheitä sisältäviä jäämiä	Entsyymit ovat erittäin spesifisiä ja tuottavat suuren määrän hyviä jäämiä
olosuhteet	Korkea lämpötila, paine	Lievät olosuhteet, fysiologinen pH ja lämpötila
C-C- ja C-H-sidokset	poissa	esittää
esimerkki	vanadiinioksidi	amylaasi, lipaasi
Aktivointienergia	Laskee sitä	Laskee sitä

Sisältö: Katalyytti vs. entsyymi

• 1 Lyhyt historia katalyytteistä, entsyymeistä ja katalyyteistä
• 2 Katalyyttien ja entsyymien rakenne
• 3 Reaktioiden mekanismien erot
• 4 Esimerkkejä katalysaattori- ja entsyymiavusteisista reaktioista
• 5 Teolliset sovellukset
• 6 Viitteet

Lyhyt historia katalyytteistä, entsyymeistä ja katalyyteistä

katalyysi reaktiot ovat olleet ihmisille tunnettuja vuosisatojen ajan, mutta he eivät kyenneet selittämään tapahtumia, joita he olivat nähneet ympäriinsä, kuten viinin käyminen etikkaksi, leivän hapattaminen jne. Vuonna 1812 venäläinen kemisti Gottlieb Sigismund Constantin Kirchhof tutki erittelyä. tärkkelystä sokeriksi tai glukoosiksi kiehuvassa vedessä, kun läsnä on muutama tippa väkevää rikkihappoa. Rikkihappo pysyi muuttumattomana kokeen jälkeen ja se voidaan ottaa talteen. Vuonna 1835 ruotsalainen kemisti Jöns Jakob Berzelius ehdotti nimeä 'katalyysi kreikkalaisesta termistä 'kata' tarkoittaa alas ja 'lyein' merkitsee löysää.

Kun katalyysireaktiot ymmärrettiin, tutkijat löysivät monia reaktioita, jotka muuttivat nopeutta katalyyttejä. Louis Pasteur huomasi, että oli jokin tekijä, joka katalysoi hänen sokerin käymiskokeitaan ja joka oli aktiivinen vain elävissä soluissa. Saksalainen fysiologi Wilhelm Kühne nimitti tätä tekijää myöhemmin nimellä "entsyymi" vuonna 1878. Entsyymi on peräisin kreikan sanasta, joka tarkoittaa 'happea'. Vuonna 1897 Eduard Buchner nimitti sakkaroosia käyneet entsyymit zimaasiksi. Hänen kokeilunsa osoittivat myös, että entsyymit voivat toimia elävän solun ulkopuolella. Lopulta löydettiin tärkeiden funktioiden katalysoivien eri entsyymien rakenne ja toiminta.

Katalyyttien ja entsyymien rakenne

katalyytti on mikä tahansa aine, joka voi aiheuttaa merkittäviä muutoksia kemiallisen reaktion nopeuteen. Siksi se voi olla puhdasta elementtiä, kuten nikkeliä tai platinaa, puhdasta yhdistettä, kuten piidioksidia, mangaanidioksidia, liuenneita ioneja, kuten kupari-ioneja, tai jopa seosta, kuten rauta-molybdeeni. Yleisimmin käytetyt katalyytit ovat protonihappoja hydrolyysireaktiossa. Redoksireaktioita katalysoivat siirtymämetallit ja platinaa käytetään reaktioihin, joihin liittyy vety. Jotkut katalyytit esiintyvät esikatalyyteinä ja muuttuvat katalyyteiksi reaktion aikana. Tyypillinen esimerkki on Wilkinsonin katalyytti - RhCl (PPh₃)₃ joka menettää yhden trifenyylifosfiiniligandin katalysoidessaan reaktiota.

entsyymit ovat globaaleja proteiineja ja voivat koostua 62 aminohaposta (4-oksalokrotonaatti) kooltaan 2500 aminohappoa (rasvahapposyntaasi). On olemassa myös RNA-pohjaisia ​​entsyymejä, nimeltään ribotsyymit. Entsyymit ovat substraattispesifisiä ja yleensä suurempia kuin vastaavat substraatit. Vain pieni osa entsyymistä osallistuu entsymaattisiin reaktioihin. Aktiivinen kohta on paikka, jossa substraatit sitoutuvat entsyymiin reaktion helpottamiseksi. Muilla tekijöillä, kuten yhteistekijöillä, suorilla tuotteilla jne., On myös spesifisiä sitoutumiskohtia entsyymiin. Entsyymit valmistetaan pitkistä aminohappoketjuista, jotka taittuvat toistensa päälle muodostaen globaalin rakenteen. Aminohapposekvenssi antaa entsyymeille niiden substraattispesifisyyden. Lämpö ja kemikaalit voivat denaturoida entsyymin.

Erot reaktioiden mekanismissa

molemmat katalyyttejä ja entsyymit alenna reaktion aktivoitumisenergiaa siten lisäämällä sen nopeutta.

katalyytti voivat olla luonteeltaan positiivisia (reaktionopeuden lisääntyminen) tai negatiivisia (reaktionopeuden lasku). Ne reagoivat reagenssien kanssa kemiallisessa reaktiossa antaen välituotteita, jotka lopulta vapauttavat tuotteen ja regeneroivat katalysaattorin. Mieti reaktiota missä
C on katalyytti
ja B ovat reagensseja ja
P on tuote.

tyypillinen katalyyttinen kemiallinen reaktio olisi:

+ C → AC
B + AC → ABC
ABC → PC
PC → P + C

Katalyytti regeneroidaan viimeisessä vaiheessa, vaikka välivaiheissa se oli integroitunut reagenssien kanssa.

Entsymaattiset reaktiot esiintyy monin tavoin:

• Aktivointienergian alentaminen ja vakaan siirtymätilan aikaansaaminen, joka yleensä saavutetaan vääristämällä substraatin muotoa.
• Siirtymätilan energian alentaminen vääristämättä alustaa.
• Entsyymisubstraattikompleksin väliaikainen muodostuminen ja siten tarjoamalla vaihtoehtoinen reitti reaktion etenemiselle.
• Reaktion entropian vähentäminen.
• Nouseva lämpötila.

Entsymaattisen vaikutuksen mekanismi noudattaa indusoituneen sopivuuden mallia, kuten Daniel Koshland ehdotti vuonna 1958. Tämän mallin mukaan substraatti muovataan entsyymiin ja entsyymin ja substraatin muodossa voi tapahtua pieniä muutoksia, kun substraatti sitoo itsensä aktiiviseen kohtaan. entsyymin muodostamiseksi entsyymisubstraattikompleksi.

Esimerkkejä katalyytti- ja entsyymiavusteisista reaktioista

katalysaattori autoissa käytetty laite on laite, joka poistaa pilaantumista aiheuttavat kaasut autojen pakojärjestelmistä. Platinum ja rodium ovat tässä käytetyt katalyytit, jotka hajottavat vaaralliset kaasut vaarattomiksi. Esim. typpioksidi muuttuu typeksi ja hapeksi pienen määrän platinan ja rodiumin läsnä ollessa.

Entsyymi amylaasi auttaa pilkkomalla monimutkaisen tärkkelyksen muuttumisen helpommin sulavaksi sakkaroosiksi.

Teolliset sovellukset

katalysaattorit käytetään energiankäsittelyssä; irtotavarana kemikaalien tuotanto; hienot kemikaalit; margariinin tuotannossa ja ympäristössä, jossa niillä on kloorittomien radikaalien kriittinen merkitys otsonin hajoamisessa.

entsyymit käytetään elintarvikkeiden jalostukseen; vauvanruoat; panimo; hedelmämehut; maidontuotanto; tärkkelys-, paperi- ja biopolttoaineteollisuus; meikki, piilolinssien puhdistus; kumi ja valokuvaus sekä molekyylibiologia.

Viitteet

• Wikipedia: Entsyymi
• Wikipedia: Katalyysi
• Entsyymitiedot - Tiede selkeytetty