活性化エネルギーとは何ですか？

すべての物質は分子で構成されています。 多くの分子は、ほぼ無期限に平和的に共存することができます。ただし、一部の分子は、特定の分子と接触すると、何らかの反応を引き起こします。 この反応が発生するためには、分子を非常に近くに、特定の方向に持ち込む必要があります。通常、反応には既存の結合の破壊も含まれるため、活性化エネルギーも多くの反応に関与しています。反応を開始するために必要な活性化エネルギーの量は、しばしばエネルギー障壁と呼ばれます。このエネルギーは、分子が衝突することによってめったに提供されることはないため、分子がエネルギーバリアをきれいにし、化学反応を促進するために他の要因が必要です。熱、物理的因子であり、適切な酵素を追加する化学因子を追加することは、molを活性化する因子の2つの例です。ecules。

化学反応が始まると、多くの場合、通常は熱として十分なエネルギーを放出して、次の反応を活性化します。これはまさに火で起こることです。木材は、自然に炎に爆発することなく、何年もウッドパイルに横たわることができます。火災に起因すると、火花が活性化されると、放出される熱が活性化エネルギーを供給して残りの木材を燃やし続けると、文字通りそれ自体が消費されます。混合物を加熱すると、反応速度が増加します。

ほとんどの生物学的反応では、体温は非常に小さな範囲に限定されるため、加熱は非現実的です。熱は、細胞が損傷する前に非常に限られた程度までエネルギー障壁を克服する方法としてのみ使用できます。生命が起こるための反応のために、細胞は酵素を使用して反応の活性化エネルギーを選択的に低下させる必要があります。

酵素は、作用するタンパク質分子です生物学的触媒。触媒は、化学反応を高速化する分子ですが、反応の終わりには変わらないままです。生物内で起こるほぼすべての代謝反応は、酵素によって触媒されます。酵素は正確な3次元形状を持ち、活性部位を所有しています。この部位は、分子が酵素に付着できる場所です。活性部位の形状により、特定の分子が完全に結合できるようになるため、通常、各タイプの酵素は、基質分子と呼ばれる1つのタイプの分子のみに作用します。酵素によって触媒される反応は、それらがないよりもはるかに低い温度で急速に起こります。

たとえば、呼吸中、グルコース分子は酸素分子と反応し、分解して二酸化炭素と水を形成し、エネルギーを放出します。グルコースと酸素は自然に反応しないため、呼吸プロセスを開始するために少量の活性化エネルギーを追加する必要があります。基質分子の1つがtに結合する場合o必要な酵素では、分子の形状がわずかに変化します。これにより、その分子が他の分子に結合したり、反応の産物に変化しやすくなります。そのため、酵素は反応の活性化エネルギーを減少させるか、反応が容易になりました。

エネルギー障壁が存在しなかった場合、寿命に依存する複雑な高エネルギー分子は不安定になり、はるかに簡単に分解されます。したがって、活性化エネルギー障壁は、ほとんどの反応が起こるのを防ぎます。これにより、すべての生物の安定した環境が保証されます。