Co je katalytická aktivita?

Katalytická aktivita je zvětšení rychlosti a energie chemické reakce látkou, která se v reakci nezmění. V biologických systémech se provádí enzymy, které jsou nezbytné pro normální životní procesy. Snížením nezbytné energie potřebné k zahájení reakce zvyšuje enzymatické dráhy rychlost, při které buňky provádějí základní chemické funkce. Katalýza je řízena regulací enzymů. Některé z nich zahrnují změny struktury enzymu, zatímco jiné pracují změnou buněčného prostředí, ve kterém probíhá katalytická aktivita.

V obecné chemii, katalytická aktivita nebo katalýza je jakákoli změna - zvýšení nebo snížení - v reakční rychlosti činidlem, který se procesem chemicky nezměnil. V průmyslu to může znamenat jakýkoli počet agentů používaných ke zvýšení rychlosti a výnosu reakcí, ale v biochemii se katalytická aktivita týká práce enzymů, proteiny nalezené ve všech organismech thpři zprostředkování většiny buněčných funkcí, včetně metabolismu. Jen málo, pokud by se biologické procesy objevily rychlostí dostatečné k udržení života bez enzymatické katalýzy.

Některé reakce by se vůbec nestaly bez katalytické aktivity enzymů. Obvykle má mnoho molekul energetickou bariéru reagovat společně. Tento limit, který se nazývá aktivační energie, musí být překonána, aby chemické reakce pokračovaly.

V některých případech prahová hodnota vysoké aktivace znamená, že reaktanty jsou nepravděpodobné, že by reagovaly samy o sobě, nebo tak učiní pomalou rychlostí. Když se enzymy dočasně vážou na jeden nebo více reaktantů, nezbytná aktivační energie se sníží a rychlost reakce se zrychluje. Enzymy mohou také inhibovat aktivaci jiných enzymů a zpomalit proces.

Enzymatická aktivita často vede k vícestupňovým biochemickým reakcím, které se každý spoléhá na jiný katalyzátor ajsou závislé na produktu předchozího kroku. Fyzicky se katalytická aktivita mnoha různých enzymů vyskytuje ve stejné buněčné organele, což v důsledku toho zrychluje reakční rychlost. Změny v pH a teplotě mohou do určité míry pracovat v synergii, aby se zvýšila tempo katalýzy. Teploty nad určitým rozsahem mohou poškodit strukturu proteinů enzymu, což je neschopné aktivity.

V biologických systémech je katalytická aktivita regulována několika různými mechanismy. Enzymy jsou obvykle vyrobeny z neaktivních prekurzorových proteinů, které se aktivní pouze působením jiného enzymu nebo změnou prostředí, jako je pohyb zevnitř buňky na vnější stranu. Inhibice zpětné vazby snižuje katalýzu, když se produkt jedné nebo více enzymatických drah hromadí v buňce, blokuje další uvolňování nebo výrobu enzymu, který katalyzoval počáteční reakci. Podobně snížení množství reakčních produktů zvýší PRODukce enzymu.