การเร่งปฏิกิริยา: หน้าที่งานบทบาทและโรค

การเร่งปฏิกิริยาสอดคล้องกับการลดพลังงานกระตุ้นที่จำเป็นสำหรับปฏิกิริยาเคมีและชีวภาพ ตัวเร่งปฏิกิริยาลดปริมาณพลังงานที่ต้องการทำได้โดยตัวเร่งปฏิกิริยาซึ่งในทางชีววิทยาสอดคล้องกับเอนไซม์ ในโรคของเอนไซม์ คุณสมบัติของตัวเร่งปฏิกิริยาของ เอนไซม์ อาจลดหรือยกเลิกได้

ตัวเร่งปฏิกิริยาคืออะไร?

ตัวเร่งปฏิกิริยาลดปริมาณพลังงานที่ต้องการโดยตัวเร่งปฏิกิริยา ซึ่งในทางชีววิทยาสอดคล้องกับเอนไซม์ รูปแสดงโมเดลริบบ้อนของ a เอนไซม์ไลเปส. เอ็นไซม์ มีบทบาทเฉพาะในร่างกายมนุษย์ แตกต่างตามหน้าที่ของแต่ละบุคคล เอนไซม์ อาจดูเหมือนว่าพวกเขาทั้งหมดมีหน้าที่เดียวกันและนำคุณสมบัติที่คล้ายคลึงกันมาทำงานนี้ งานหลักของเอนไซม์ทั้งหมดคือการเร่งปฏิกิริยา นี่คือเหตุผลที่คุณสมบัติทางชีวเคมีแสดงคุณสมบัติของตัวเร่งปฏิกิริยา ตัวเร่งปฏิกิริยาที่แปลตามตัวอักษรหมายถึง "การละลาย" ที่ หัวใจ ของตัวเร่งปฏิกิริยาคือพลังงานกระตุ้น ด้วยเหตุนี้ เคมีจึงหมายถึงปริมาณพลังงานที่จำเป็นอย่างยิ่งในระบบปฏิกิริยาสำหรับปฏิกิริยาเคมีของคู่ปฏิกิริยาทั้งสอง ตัวเร่งปฏิกิริยาถูกใช้เพื่อลดพลังงานกระตุ้นและทำให้คู่ปฏิกิริยาทั้งสองได้รับปฏิกิริยาในระบบปฏิกิริยาแม้ในพลังงานต่ำ ในระบบปฏิกิริยาชีวภาพ เอ็นไซม์ที่มีคุณสมบัติตัวเร่งปฏิกิริยาจึงลดพลังงานกระตุ้นของปฏิกิริยาเคมีเฉพาะและทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาเคมี ในบริบทของการเร่งปฏิกิริยา ในอีกด้านหนึ่ง ความน่าจะเป็นของกระบวนการปฏิกิริยาที่ประสบความสำเร็จจะเพิ่มขึ้น และในทางกลับกัน บางครั้งความเร็วของปฏิกิริยาก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน การเปลี่ยนแปลงในสมดุลเคมีจะไม่เกิดขึ้นในระหว่างการเร่งปฏิกิริยา เคมีแยกความแตกต่างจากการเร่งปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกันจากการเร่งปฏิกิริยาที่ต่างกัน Biocatalysis ไม่สอดคล้องกับรูปแบบใดรูปแบบหนึ่ง มันเป็นรูปแบบอิสระของการเร่งปฏิกิริยา

ฟังก์ชั่นและงาน

ปฏิกิริยาทางชีวภาพสอดคล้องกับแนวทาง การเปลี่ยนแปลง หรือการเร่งปฏิกิริยาเคมีในสภาพแวดล้อมทางชีวภาพ เอนไซม์ทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพในกระบวนการนี้ เอ็นไซม์แต่ละชนิดประกอบด้วย โปรตีนซึ่งบางส่วนเกี่ยวข้องกับปัจจัยร่วม ปฏิกิริยาทางชีวเคมีเกือบทั้งหมดในสิ่งมีชีวิตมีตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยเอนไซม์ Biocatalysis ถูกนำมาใช้ในเทคโนโลยีชีวภาพโดยใช้เอนไซม์ที่แยกได้หรือเอนไซม์ที่มีชีวิต ตัวอย่างของ biocatalysis สามารถพบได้ในโรงเบียร์ ซึ่งใช้กระบวนการ biocatalytic โดยใช้ แบคทีเรีย, เชื้อราหรือยีสต์ อุตสาหกรรมยาใช้ปฏิกิริยาทางชีวภาพเพื่อให้เกิดปฏิกิริยาที่ไม่สามารถทำได้ ในร่างกายมนุษย์ตัวเร่งปฏิกิริยาเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องซึ่งเอนไซม์เร่งปฏิกิริยาบางอย่าง ยกตัวอย่างเช่น เอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับการเผาผลาญของสิ่งมีชีวิตและส่วนใหญ่ควบคุมปฏิกิริยาทางชีวเคมีในกระบวนการเมแทบอลิซึม ยกตัวอย่างเช่น พวกเขาควบคุมการย่อยอาหาร แต่ยังเกี่ยวข้องกับการถอดรหัสและการจำลองแบบของ DNA ในรูปแบบของโพลีเมอเรส ปฏิกิริยาทางชีวเคมีส่วนใหญ่จะเกิดขึ้นในอัตราที่ช้าลงเล็กน้อยในสิ่งมีชีวิตที่ไม่มีเอนไซม์ เอนไซม์เร่งความสำเร็จของสมดุลเคมีโดยไม่เปลี่ยนแปลงอะไรเกี่ยวกับสมดุล เอนไซม์มีฤทธิ์เร่งปฏิกิริยาเนื่องจากสามารถลดพลังงานกระตุ้นในปฏิกิริยาเคมีได้ พลังงานนี้สอดคล้องกับปริมาณพลังงานที่ต้องใช้ล่วงหน้าเพื่อเริ่มปฏิกิริยา ในระหว่างการทำปฏิกิริยา ซับสเตรตจะเปลี่ยนเป็นสถานะการเปลี่ยนแปลงที่ไม่เอื้ออำนวยอย่างกระฉับกระเฉง พลังงานกระตุ้นจะบังคับให้สารตั้งต้นเข้าสู่สถานะการเปลี่ยนแปลง ปฏิกิริยาเร่งปฏิกิริยาของเอ็นไซม์แทรกแซง ณ จุดนี้ในปฏิกิริยาโดยทำให้สถานะการเปลี่ยนแปลงของสารตั้งต้นเสถียรผ่านทางที่ไม่ใช่โควาเลนต์ ปฏิสัมพันธ์. ด้วยวิธีนี้ จำเป็นต้องใช้พลังงานน้อยลงอย่างมากในการแปลงสารตั้งต้นเป็นสถานะการเปลี่ยนภาพ ด้วยเหตุผลนี้ ซับสเตรตจะแปลงเป็นผลิตภัณฑ์สุดท้ายของปฏิกิริยาในอัตราที่สูงขึ้น ด้วยฟังก์ชันตัวเร่งปฏิกิริยาเหล่านี้ เอ็นไซม์ถือเป็นองค์ประกอบสำหรับผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาทางชีวเคมีใดๆ

โรคและความผิดปกติ

เมื่อเอนไซม์กลายพันธุ์หรือไม่ทำหน้าที่ตัวเร่งปฏิกิริยาอย่างเพียงพอด้วยเหตุผลอื่น สุขภาพ ผลที่ตามมา กลุ่มโรคเมตาบอลิซึมรวมถึงความผิดปกติต่าง ๆ จากพื้นที่เมตาบอลิซึมการทำงานระดับกลาง ความผิดปกติดังกล่าวมีมา แต่กำเนิดหรือได้มา โรคเมตาบอลิซึมแตกต่างกันไปตามขอบเขตและความชุก พวกเขายังแสดงออกทางคลินิกในลักษณะที่แตกต่างกันอย่างมาก ความผิดปกติอย่างหนึ่งคือโรคทั่วไปที่แพร่ระบาด โรคเบาหวาน เมลลิตุส อย่างไรก็ตาม โรคกลุ่มนี้ยังรวมถึงโรคทางพันธุกรรมที่หายากกว่ามากด้วยโรคร้ายแรง ภาวะกระดูกพรุนและผลลัพธ์ โรคกระดูกพรุน ยังเกิดจากความผิดปกติของการเผาผลาญ โรคที่มีมาแต่กำเนิดส่วนใหญ่จากกลุ่มโรคเมแทบอลิซึมที่เหนือชั้นนั้นสอดคล้องกับข้อบกพร่องของเอนไซม์ที่กำหนดทางพันธุกรรมของเอ็นไซม์ต่างๆ การทำงานของตัวเร่งปฏิกิริยาและผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยา ข้อบกพร่องของเอนไซม์หรือข้อบกพร่องของเอนไซม์อาจทำให้อวัยวะล้มเหลว เป็นต้น ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับเอนไซม์ที่ได้รับผลกระทบ ความผิดปกติทางเมตาบอลิซึมที่มีมาแต่กำเนิดที่ค่อนข้างหายากคือโรคของ Gaucher เอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับโรคนี้คือกลูโคเซอเรโบซิเดสหรือกลูโคเซอเรโบซิเดส ในสิ่งมีชีวิตที่มีสุขภาพดี เอ็นไซม์นี้จะย่อยสลายส่วนประกอบที่มีอายุของ เยื่อหุ้มเซลล์. ใน โรค Gaucher, มีการขาดเอนไซม์ที่สำคัญนี้. ถ้าเอ็นไซม์แสดงกิจกรรมไม่เพียงพอ จะเกิดการสะสมของส่วนประกอบเมมเบรนภายในไลโซโซม มีการบันทึกการกลายพันธุ์ของเอนไซม์มากกว่า 200 รายการใน โรค Gaucher จนถึงปัจจุบัน ระดับของกิจกรรมเอนไซม์ตกค้างขึ้นอยู่กับการกลายพันธุ์ของการเข้ารหัส ยีน ในแต่ละกรณี ตัวอย่างเช่น โรคนี้อาจทำให้สูญเสียการทำงานของเอนไซม์โดยสิ้นเชิง อย่างไรก็ตาม การลดการทำงานของเอนไซม์ที่อ่อนแอตามหน้าที่ก็เป็นไปได้เช่นกัน ผู้ป่วยส่วนใหญ่แสดงอาการที่เกี่ยวข้องกับ with อวัยวะภายใน เช่นเดียวกับที่เกี่ยวกับ ระบบประสาท.