Энзимы как катализаторы гидролиза

В присутствии катализаторов сахар в водном растворе гидролизуется на фруктозу и глюкозу. В присутствии ионов водорода энергия активации этой реакции равна 106,94 кДж/проб, а в присутствии энзима сахараза (гидролаза) она снижается до 34,40 кДж/проб. Насколько быстрее протекает при 25 °С гидролиз сахара в присутствии сахаразы в сравнении с гидролизом в присутствии такого же количества НС1 [c.130]

Алюминий, следующий за магнием, обладает заметной биологической активностью и является активатором некоторых энзимов,, а недостаток его в организме приводит к недостатку витамина Однако его роль все-таки значительно меньше, чем роль ионов натрия и магния. Атом алюминия слишком тян ел и велик для включения в структурную организацию клеток, а ион слишком мал и недостаточно поляризуем, чтобы попасть в число важнейших биологических катализаторов. Высокий заряд иона АР+ и склонность солей алюминия к гидролизу являются факторами, ограничивающими его роль в биохимических процессах. Другие качества, благоприятствующие участию в процессах жизнедеятельности (ковалентность связей, акцепторные свойства и т. п.) в большей степени присущи бору — аналогу алюминия во 2-м периоде. Предпочтительность бора, по сравнению с алюминием, доказывает предпочтительность элементов 2-го периода перед членами 3-го, Это становится особенно ясным при сравнении углерода с кремнием, который расположен в периодической системе под углеродом и так же как углерод способен к образованию четырех ковалентных связей. Кремния на Земле примерно в 135 раз больше углерода, но в биохимическую эволюцию включился все же углерод. Причина этого, в первую очередь, в стабильности связей С—С и 51—51. В первом случае расстояние между атомами в 1,5 раза меньше и соответственно энергия разрыва связи в 2 раза больше, т. е. связь С—С стабильнее. Поскольку построение организмов предполагает образование длинных цепей атомов, то устойчивые связи углерода имеют несомненное преимущество перед связями кремния. Кроме того, у кремния имеется лишь небольшая тенденция к образованию кратных связей. Все это делает соединения кремния неустойчивыми в присутствии воды, кислорода или аммиака. Однако кроме устойчивости другой очень важной особенностью биогенных элементов является способность к образованию кратных связей. Это можно проиллюстрировать сравнением свойств СОо и ЗЮг. В оксиде углерода (IV) между атомами С и О имеются кратные (двойные) связи, каждая из которых образована двумя парами общих электронов. Внешний слой каждого пз атомов в СОг приобретает стабильную структуру октета. Все возмол<-ности образования связей у этой молекулы исчерпаны. Благодаря легкости атомов и ковалентности связей СОг является газом, довольно легко растворяется в воде, реагирует с ней и в такой форме может быть использован живыми организмами. У кремния способность к образованию кратных связей практически отсутствует или, во всяком случае, гораздо ниже, чем у атома углерода. Поэтому атом 81 соединен с О простыми связями, при образовании которых остаются неспаренными два электрона у кремния и по одному у каждого из атомов кислорода. Лишенные возможно- [c.181]

Ферментация—химическое превращение под каталитическим влиянием энзимов, которые представляют собой азотистые органические вещества, вырабатываемые живыми организмами (бактерии, плесневые грибки и дрожжи). Энзимы имеют коллоидную структуру и их молекулярная масса достигает 300 ООО. Каталитическое действие энзимов очень специфично, сильно зависит от pH и температуры и чувствительно к промотирующему или тормозящему действию многих веществ. Оптимальная температура для большинства энзимов лежит между 18 и 38 С. Энзимы называют по -их функции с прибавлением окончания аза . Катализатор гидролиза имеет название гидролаза, окислительно-восстановительные энзимы называют оксидазами. [c.329]

Упрощенно сущность брожения можно представить себе следующим образом. Быстро размножаясь в питательной среде, грибки дрожжей вырабатывают два энзима, два различных по действию и сложных по строению катализатора м а л ь т а 3 у и з и м а з у. Первый катализатор производит гидролиз мальтозы на две частицы глюкозы [c.47]

В табл. 13 приведены значения констант скоростей, энергий активации и предэкспонентов для реакций, катализируемых энзимами, и для сравнения сюда же включены данные для реакций с участием других катализаторов. Поразительный результат, который наблюдается при этом, состоит в том, что энзимы по отношению к одному какому-либо соединению, являются много более эффективными катализаторами, чем общепринятые катализаторы. В случае уреазы и каталазы эта высокая эффективность связана со значительными уменьшениями энергии активации аналогичное явление обнаруживается для многих других ферментативных систем. Очевидно, энзимы оказывают свое действие тем, что заставляют процесс проходить по гораздо более удобному реакционному пути. Пока не известно, каким образом они это делают, но в следующей главе будут даны некоторые пояснения в связи с этим вопросом при рассмотрении гидролиза эфиров. [c.292]

Гидролиз полисахаридов, называемый иногда инверсией (по аналогии с гидролизом тростникового сахара, в результате которого изменяется направление вращения плоскости поляризации), происходит или под каталитическим влиянием минеральных кислот, или под действием природных катализаторов — энзимов. [c.677]

Роль азотосодержащей группы, ускоряющей течение реакции гидролиза эфиров и амидов, может выполнять имидазольный цикл. Имидазол как катализатор привлек к себе внимание в связи с изучением энзимов типа а-химотрипсина, имеющих в качестве одного из активных центров фрагмент, подобный имидазольному. [c.77]

Гидролиз сложных эфиров при помощи других катализаторов, например энзимов или реактива Твитчела, применяют обычно только в промышленности, а не в лабораторной практике. [c.542]

Органические гетероциклические катализаторы. В последние 20 лет линейные полимеры с функциональными группами получили широкое применение в качестве катализаторов. Исследование механизмов реакций с их использованием представляет большой интерес, поскольку чаще всего речь идет об энзиматических реакциях. Синтез таких соединений может осуществляться путем полимеризации или сополимеризации соответствующих мономеров либо полимераналогичных превращений сополимеров с функциональными группами. В качестве примеров рассмотрены главным образом азотсодержащие полимеры, используемые только для омыления эфиров и декарбоксилирования. Более подробные сведения можно почерпнуть в специальной литературе [25]. Многие способные гидролизоваться энзимы содержат имидазольные группы, которые участвуют в гидролизе эфиров. Поскольку имидазольные 80 [c.80]

Белки, жиры, углеводы, содержащиеся в кормах и продуктах, при обычных условиях практически не изменяются и могут длительное время сохраняться. Но как только эти вещества попадают в организм животного, они под влиянием пищеварительных соков быстро гидролизуются на более простые соединения, которые всасываются и в конечном счете распадаются до СОг и НгО. Химические превращения веществ в организме протекают довольно легко и с большой скоростью при невысокой постоянной температуре и в среде, близкой к нейтральной. Это дало основание полагать, что в организме содержатся вещества, действующие подобно катализаторам. И постепенно в науке утвердилось положение, что все химические реакции в организме являются каталитическими. Роль катализаторов выполняют возникшие в процессе эволюции специфические белки, получившие название ферментов (энзимов). [c.5]

Омылсппе ж и р о в — процесс, осуществляемый в промышлен-постп в большом масштабе, — может происходить как ири действии одной воды, так и при действии кислот или щелочей. В первом случае жир расщепляют в автоклаве при температуре около 170 и давлении G—8 ат в качестве катализатора применяется окись цинка пли известь. Гидролиз происходит при значительно более низкой температуре (ниже 40°), если эмульгированный в воде жир расщепляют при помощи энзимов — л и п а з. Ферменты, гидролизующие жиры, находятся в пищеварительном тракте большинства животных и человека. Они выделяются поджелудочной железой и служат для расщепления масел и жиров, вводимых в организм с пищей. Липазы содержатся и в растениях. Так, липаза, находящаяся в большом количестве в семенах клещевины, применяется (по способу, разработанному Кокнштейном) лля технического расщепления жиров на глицерин и жирные кислоты. При этом реакцию проводят в очень слабокислых растворах, так как в таких условиях липаза клещевины наиболее активна. [c.268]

Многие энзимы-оксидазы при выделении из инертного материала являются определенными кристаллизующимися соединениями. При фракционном гидролизе они часто отщепляют недиа-лизующиеся протеины-носители и характерные вещества с низким молекулярным весом, называемые простетическими группами . Специфичность действия энзимов, несомненно, связана с протеиновым компонентом, а каталитическое действие обусловлено, вероятно, простетической группой, хотя без специфического протеина она не является катализатором. Часто одна и та же простетическая группа выделяется из целого ряда биохимически связанных энзимов. [c.305]

Теперь известно много примеров предпочтительного использования микроорганизмами одного из двух энантномеров и установлено, что это явление вызвано действием энзимов, необходимых для роста микроорганизмов. Энзимы, являющиеся катализаторами биохимических реакций, представляют собой белки и, подобно всем белкам, построены из остатков а-аминокислот, связанных между собой в длинные цепи. При гидролизе этих белков образуется смесь входивших в их состав кислот [c.103]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология