Ферментативный катализ
Учим химию / Учим химию / Ферментативный катализ Ферментативный катализ
Страница 1

Ферментативный катализ

Ферментативный катализ используется людьми тысячи лет, задолго до появления самого понятия «катализ». Получение молочно-кислых продуктов, сыра, приготовление теста, вина, красителей и др. продуктов включало применение ферментативных процессов. Технология этих процессов передавалась из поколения в поколение и была эмпирически отработана до совершенства. Считают, что в эволюции жизни и появлении сложных биологических систем (включая человека) важную роль сыграл ферментативный катализ.

Ферменты (энзимы) – биологические катализаторы обладают уникальными свойствами: высокой производительностью в расчете на один реакционный центр и селективностью, связанной со специфичностью действия. Работают ферменты в очень мягких условиях, при атмосферном давлении и температуре до 40о. В биологических системах отсутствуют неводные растворители и сильные кислоты и основания ( рН ≈ 7 ). Например фермент уреаза гидролизует только молекулы мочевины, не обращая внимания на другие амиды, и делает это гораздо эффективнее обычных кислотных катализаторов (табл.).

Таблица

Реакция и субстрат

Катализатор

Константа ско-рости второго по-рядка, моль-1∙с-1

Температура, оС

Гидролиз сложных эфиров

Этилбензоат

Этиловый эфир N-бензоил-L-тирозина

Н3О+

Химотрипсин

9,0∙10-5

1,9∙104

54

25

Гидролиз аденозин-трифосфата (АТФ )

Н3О+

Миозин

4,7∙10-6

8,2∙106

40

25

Гидролиз амидов

Бензамид

Амид N-бензоил-

L-тирозина

Мочевина

Н3О+

Химотрипсин

Н3О+

Уреаза

2,4∙10-6

14,9

7,4∙10-6

5,0∙106

52

25

62

21

Международные правила номенклатуры ферментов в зависимости от выполняемых ими функций выделяют шесть основных классов с соответствующими подклассами внутри каждого класса (табл.).

Таблица

Класс. Функция

Подклассы

Класс, функция

Подклассы

1. Оксидоредукта-зы

Катализируют окисли-тельно-восстанови-тельные превращения функциональных групп (см. подклассы)

СН-ОН

С=О

СН-СН

СН-NH2

CH-NH

НАД(Ф)Н

2. Транс-феразы

Переносят сле-дующие груп-пы (см. под-классы)

одноуглеродные остатки

остатки альде-гидов и кетонов

ацильные ос-татки

гликозильные остатки

алкильные (кроме СН3) и арильные группы

азотистые группы

фосфорсодержа-щие группы  

3. Гидролазы

Гидролизуют соедине-ния следующих класс-сов (см. подклассы)

сложные эфиры

гликозид-ные соеди-нения

простые эфиры и тиоэфиры

пептидные связи

связи C-N, кроме пеп-тидной

4. Лиазы

Отщепляют группы с обра-зованием двой-ной связи и присоединяют группы к двой-ным связям (см. подкласс-сы)

С - С

С - О

С - N

C - S

C - Hal

5. Изомеразы

Проводят реакции изо-меризации различного типа (см. подклассы)

рацемазы и эпимеразы

цис-транс-изомеразы

внутримо-лекулярные оксидоре-дуктазы

внутримо-лекулярные трансфера-зы

внутримо-лекулярные лиазы

6. Лигазы (синтетазы)

Одновременно с расщеплени-ем АТФ обра-зуют связи (см. подклассы)  

С - О

С - S

C - N

C - C

Страницы: 1 2 3 4 5

Смотрите также

Гомогенный катализ
...

Физико-химические методы анализа веществ
В практической деятельности часто возникает необходимость идентификации (обнаружения) того или иного вещества, а также количественной оценки (измерения) его содержания. Химическая иденти ...

Анализ технологического процесса схемы переэтерификации диметилового эфира цианоэтилфосфоновой кислоты моноэтиленгликоль (мет) акрилатом
История развития человечества - это прежде всего история изобретения, создания и совершенствования различных изделий и технологий, другими словами - процесса инженерного творчества (ИТ). Ре ...