Hvad er katalytisk aktivitet?

Katalytisk aktivitet er forøgelsen af ​​hastigheden og energien i en kemisk reaktion af et stof, der ikke i sig selv ændres i reaktionen. I biologiske systemer udføres det af enzymer, der er essentielle for normale livsprocesser. Ved at sænke den nødvendige energi, der kræves for at starte en reaktion, øger enzymatiske veje den hastighed, hvormed celler udfører essentielle kemiske funktioner. Katalyse styres ved regulering af enzymer. Nogle af disse involverer ændringer i enzymstrukturen, mens andre fungerer ved at ændre det cellulære miljø, hvor katalytisk aktivitet finder sted.

I generel kemi er katalytisk aktivitet eller katalyse enhver ændring - stigning eller formindskelse - i en reaktions hastighed af et middel, der ikke ændres kemisk ved processen. I industrien kan dette betyde et vilkårligt antal midler, der bruges til at øge hastigheden og udbyttet af reaktioner, men i biokemi henviser katalytisk aktivitet til arbejdet med enzymer, proteinerne, der findes i alle organismer, thved medier de fleste cellulære funktioner, inklusive stofskifte. Få, hvis der ville forekomme nogen biologiske processer med en hastighed, der er tilstrækkelig til at opretholde livet uden enzymatisk katalyse.

Nogle reaktioner ville overhovedet ikke ske uden den katalytiske aktivitet af enzymer. Normalt har mange molekyler en energibarriere til at reagere sammen. Kaldt aktiveringsenergi skal denne grænse overvindes for, at kemiske reaktioner fortsætter.

I nogle tilfælde betyder en høj aktiveringsenergitærskel, at reaktanterne usandsynligt er en reaktion på egen hånd eller vil gøre det med en langsom hastighed. Når enzymer midlertidigt binder til en eller flere reaktanter, sænkes den nødvendige aktiveringsenergi, og reaktionshastigheden accelererer. Enzymer kan også hæmme aktiveringen af ​​andre enzymer og bremse processen.

Enzymatisk aktivitet resulterer ofte i biokemiske reaktioner med flere trin, som hver især er afhængig af en anden katalysator oger betinget af produktet af det forrige trin. Fysisk forekommer katalytisk aktivitet af mange forskellige enzymer i den samme cellulære organelle, hvilket fremskynder reaktionshastigheden som et resultat. Ændringer i pH og i temperaturen kan til et punkt arbejde i synergi for at øge tempoet i katalyse. Temperaturer ud over et bestemt interval kan skade strukturen af ​​en enzyms proteiner, hvilket gør det ude af stand til aktivitet.

I biologiske systemer reguleres katalytisk aktivitet af flere forskellige mekanismer. Enzymer er normalt fremstillet af inaktive precursorproteiner, og disse bliver kun aktive gennem virkningen af ​​et andet enzym eller en miljøændring såsom bevægelse fra indersiden af ​​cellen til ydersiden. Feedbackinhibering reducerer katalyse, når produktet af en eller flere enzymatiske veje akkumuleres i cellen, blokerer for yderligere frigivelse eller fremstilling af enzymet, der katalyserede den indledende reaktion. Tilsvarende vil reducerede mængder af reaktionsprodukterne øge proDuktion af enzymet.