Co je katalytická aktivita?
Katalytická aktivita je zvýšení rychlosti a energie chemické reakce látkou, která se při reakci sama nezměnila. V biologických systémech se provádí enzymy, které jsou nezbytné pro normální životní procesy. Snížením potřebné energie potřebné k zahájení reakce enzymatické dráhy zvyšují rychlost, jakou buňky plní základní chemické funkce. Katalýza je řízena regulací enzymů. Některé z nich zahrnují změny struktury enzymů, zatímco jiné fungují změnou buněčného prostředí, ve kterém probíhá katalytická aktivita.
Obecně chemie, katalytická aktivita nebo katalýza je jakákoli změna - zvýšení nebo snížení - rychlosti reakce agentem, který se během procesu chemicky nezmění. V průmyslu to může znamenat libovolný počet činidel používaných ke zvýšení rychlosti a výtěžku reakcí, ale v biochemii se katalytická aktivita týká práce enzymů, proteinů nalezených ve všech organismech, které zprostředkovávají většinu buněčných funkcí, včetně metabolismu. Málo, pokud by se vyskytly biologické procesy v míře dostatečné k udržení života bez enzymatické katalýzy.
K některým reakcím by vůbec nedošlo bez katalytické aktivity enzymů. Obvykle má mnoho molekul energetickou bariéru pro společnou reakci. S ohledem na aktivační energii musí být tento limit překonán, aby mohly pokračovat chemické reakce.
V některých případech vysoký práh aktivační energie znamená, že je nepravděpodobné, že by reaktanty reagovaly samy o sobě, nebo to budou dělat pomalu. Když se enzymy dočasně vážou na jeden nebo více reaktantů, nezbytná aktivační energie se sníží a reakční rychlost se zrychlí. Enzymy mohou také inhibovat aktivaci dalších enzymů a zpomalit proces.
Enzymatická aktivita často vede k vícestupňovým biochemickým reakcím, z nichž každá závisí na jiném katalyzátoru a je závislá na produktu z předchozího kroku. Fyzicky se katalytická aktivita mnoha různých enzymů vyskytuje ve stejné buněčné organele, což v důsledku urychluje reakční rychlost. Změny pH a teploty mohou do určité míry pracovat synergicky pro zvýšení tempa katalýzy. Teploty nad určitým rozsahem mohou poškodit strukturu enzymových proteinů, což znemožňuje aktivitu.
V biologických systémech je katalytická aktivita regulována několika různými mechanismy. Enzymy jsou obvykle vyráběny z inaktivních prekurzorových proteinů a ty se stávají aktivními pouze působením jiného enzymu nebo změnou prostředí, jako je pohyb zevnitř buňky směrem ven. Inhibice zpětné vazby snižuje katalýzu, když se v buňce hromadí produkt jedné nebo více enzymatických drah, což blokuje další uvolňování nebo výrobu enzymu, který katalyzuje počáteční reakci. Podobně snížená množství reakčních produktů zvýší produkci enzymu.