Xúc tác tương ứng với việc giảm năng lượng hoạt hóa cần thiết cho các phản ứng hóa học và sinh học. Việc hạ thấp mức năng lượng cần thiết có thể thực hiện được nhờ chất xúc tác, trong sinh học tương ứng với một loại enzyme. Trong các bệnh do enzym, các đặc tính xúc tác của enzyme có thể được giảm bớt hoặc thậm chí bị bãi bỏ.
Xúc tác là gì?
Việc giảm lượng năng lượng cần thiết được thực hiện nhờ chất xúc tác, trong sinh học tương ứng với một loại enzyme. Hình cho thấy mô hình ruy băng của một lipaza. Enzymes có những vai trò cụ thể trong cơ thể con người. Khác nhau như chức năng của cá nhân enzyme Có vẻ như, chúng về cơ bản đều có nhiệm vụ giống nhau và mang các thuộc tính tương tự để hoàn thành nhiệm vụ này. Nhiệm vụ chính của tất cả các enzym là xúc tác. Đây là lý do tại sao hóa sinh quy tính chất xúc tác cho chúng. Dịch theo nghĩa đen, xúc tác có nghĩa là “sự hòa tan”. Tại tim của xúc tác là năng lượng hoạt hóa. Như vậy, hóa học đề cập đến lượng năng lượng hoàn toàn cần thiết trong một hệ phản ứng cho phản ứng hóa học của cả hai thành phần phản ứng. Chất xúc tác được sử dụng để giảm năng lượng hoạt hóa và do đó cho phép cả hai đối tác phản ứng trải qua một phản ứng trong hệ phản ứng ngay cả ở năng lượng thấp. Trong hệ thống phản ứng sinh học, các enzym có đặc tính xúc tác do đó làm giảm năng lượng hoạt hóa của một phản ứng hóa học cụ thể và hoạt động như chất xúc tác hóa học. Trong điều kiện có xúc tác, một mặt xác suất của một quá trình phản ứng thành công tăng lên và mặt khác tốc độ của phản ứng đôi khi cũng tăng lên. Sự chuyển dịch cân bằng hóa học không xảy ra trong quá trình xúc tác. Hóa học phân biệt xúc tác đồng thể với xúc tác dị thể. Thẩm phân sinh học không tương ứng với dạng này cũng không tương ứng với dạng khác. Nó là một dạng xúc tác độc lập.
Chức năng và nhiệm vụ
Xúc tác sinh học tương ứng với việc hướng dẫn, chuyển đổi hoặc tăng tốc các phản ứng hóa học trong môi trường sinh học. Enzyme đóng vai trò là chất xúc tác sinh học trong quá trình này. Mỗi enzyme chủ yếu bao gồm protein, một số trong số đó được liên kết với một đồng yếu tố. Hầu hết tất cả các phản ứng sinh hóa trong cơ thể sống đều có sự xúc tác của enzym. Thẩm phân sinh học được thực hiện trong công nghệ sinh học bằng các enzym sống hoặc phân lập. Một ví dụ về xúc tác sinh học có thể được tìm thấy trong các nhà máy bia, nơi các quy trình xúc tác sinh học được thực hiện bằng cách sử dụng vi khuẩn, nấm hoặc nấm men. Ngành công nghiệp dược phẩm sử dụng xúc tác sinh học để tạo ra các phản ứng không thể thực hiện được. Trong cơ thể con người, các chất xúc tác liên tục diễn ra, trong đó các enzym đẩy nhanh các phản ứng nhất định. Ví dụ, enzyme có liên quan đến quá trình trao đổi chất của sinh vật và phần lớn điều khiển các phản ứng sinh hóa trong quá trình trao đổi chất. Chẳng hạn, chúng kiểm soát quá trình tiêu hóa, nhưng cũng tham gia vào quá trình phiên mã và sao chép DNA dưới dạng polymerase. Phần lớn tất cả các phản ứng sinh hóa sẽ xảy ra với tốc độ chậm đáng kể ở một cơ thể sống không có enzym. Enzyme đẩy nhanh quá trình đạt được trạng thái cân bằng hóa học mà không làm thay đổi bất cứ điều gì về trạng thái cân bằng. Enzyme có hoạt tính xúc tác vì nó có thể làm giảm năng lượng hoạt hóa trong các phản ứng hóa học. Năng lượng này tương ứng với lượng năng lượng phải được tác dụng trước để bắt đầu phản ứng. Trong quá trình phản ứng, chất nền chuyển sang trạng thái chuyển tiếp bất lợi về mặt năng lượng. Năng lượng hoạt hóa buộc chất nền chuyển sang trạng thái chuyển tiếp của nó. Hoạt động xúc tác của các enzym can thiệp vào thời điểm này trong phản ứng bằng cách ổn định trạng thái chuyển tiếp của cơ chất thông qua không cộng hóa trị tương tác. Bằng cách này, cần ít năng lượng hơn đáng kể để chuyển chất nền sang trạng thái chuyển tiếp. Vì lý do này, cơ chất chuyển đổi thành sản phẩm cuối cùng của phản ứng với tốc độ cao hơn. Với các chức năng xúc tác này, enzym được coi là yếu tố tạo ra bất kỳ sản phẩm phản ứng sinh hóa nào.
Bệnh tật và rối loạn
Khi các enzym đột biến hoặc không thực hiện đầy đủ vai trò xúc tác của chúng vì những lý do khác, sức khỏe Nhóm bệnh của các bệnh chuyển hóa bao gồm các rối loạn khác nhau từ lĩnh vực chuyển hóa vận hành trung gian. Những rối loạn như vậy là bẩm sinh hoặc mắc phải. Các bệnh chuyển hóa rất khác nhau về mức độ và mức độ phổ biến của chúng. Chúng cũng biểu hiện trên lâm sàng theo một cách rất không đồng nhất. Một trong những rối loạn như vậy là căn bệnh phổ biến rộng rãi bệnh tiểu đường mellitus. Tuy nhiên, nhóm bệnh này cũng bao gồm các bệnh di truyền hiếm gặp hơn với diễn biến gây chết người. Giảm xương và kết quả loãng xương cũng là do rối loạn chuyển hóa. Hầu hết các bệnh bẩm sinh thuộc nhóm bệnh chuyển hóa superordinate tương ứng với các khiếm khuyết về mặt di truyền của các enzym khác nhau. Ví dụ, tùy thuộc vào loại enzym bị ảnh hưởng, chức năng xúc tác và sản phẩm phản ứng của nó, các khiếm khuyết enzym hoặc thiếu hụt enzym có thể khiến các cơ quan bị hỏng. Một bệnh rối loạn chuyển hóa bẩm sinh và tương đối hiếm gặp là bệnh Gaucher. Enzyme liên quan đến bệnh này là glucocerebrosidase hoặc glucocerebrosidase. Trong một cơ thể khỏe mạnh, enzyme này phân hủy các thành phần lâu đời của màng tế bào. Trong Bệnh Gaucher, đó là sự thiếu hụt của enzym quan trọng này. Nếu enzyme không thể hiện đủ hoạt động, sự lắng đọng của các thành phần màng trong lysosome sẽ xảy ra. Hơn 200 đột biến của enzym đã được ghi nhận trong Bệnh Gaucher cho đến nay. Mức độ hoạt động của enzym còn lại phụ thuộc vào sự đột biến của mã hóa gen trong từng trường hợp riêng biệt. Ví dụ, bệnh có thể làm mất hoàn toàn chức năng của enzym. Tuy nhiên, cũng có thể hình dung được sự giảm hoạt động của enzym một cách yếu ớt về mặt chức năng. Hầu hết các bệnh nhân của bệnh có biểu hiện liên quan đến Nội tạng cũng như đối với hệ thần kinh.
