Катализаторы ферментативные

Особую группу катализаторов составляют так называемые ферменты — биологические катализаторы. Ферментативный катализ существенно отличается от неорганического катализа. Эти различия сводятся к следующему. [c.86]

Природа каталитического влияния в гомогенных, гетерогенных и ферментативных каталитических реакциях определяется природой химической связи. Однако каждый из этих процессов характеризуется некоторыми специфическими особенностями, обусловленными главным образом строением катализатора — молекулы, иона в гомогенном катализе атома, молекулы, фазы в гетерогенном катализе молекулы белкового происхождения в ферментативном катализе. Существенную роль играют также особенности взаимодействия реагентов и катализатора с окружающей средой. Как и обычные хими- [c.622]

Каталитические процессы можно разделить на две группы гомогенные и гетерогенные. В гомогенно-каталитических реакциях реагирующие вещества и катализатор составляют одну фазу, а в гетерогенно-каталитических реакциях — разные фазы. В особую группу выделены микрогетерогенные и ферментативные каталитические процессы. Микрогетерогенный катализ происходит в жидкой фазе с участием коллоидных частиц металлов в качестве катализаторов. Ферментативный катализ наблюдается в биологических системах с участием сложных комплексов (часто белковой природы), называемых ферментами. [c.95]

Ферментативный катализ. Реакции, катализируемые ферментами, можно отнести к группе гомогенных каталитических реакций. Они выделяются в специальную группу яо происхождению катализаторов, [c.616]

Ферменты часто называют биологическими катализаторами. Ферментативный катализ — явление более сложное, чем обычный катализ. Высокая организованность процессов ферментативного катализа определяется особенностью взаимодействия в живом организме, связанной с особым сочетанием молекулярного строения ферментов и субстрата — реагирующей молекулы. [c.295]

Перспективы катализа необозримы. Благодаря тонкой избирательности некоторых катализаторов осуществлены и осуществляются различные многостадийные процессы, недоступные методам классической органической химии и осуществляющиеся как бы в одну стадию (синтез углеводородов, поликонденсации, полимеризации, синтезы на базе олефинов и ацетиленов и т, д.). Микрогетерогенные или ферментативные реакции, происходящие в организмах животных и растений, протекают очень сложны.ми и часто еще не достаточно ясными путями. Вероятно, в недалеком будущем настанет время, когда и эти процессы будут осуществлены обычными каталитическими путями, что явится, новой победной главой в эволюции катализа. [c.780]

Р-450, где центральный атом железо, и фермент-витамин В12 -центральный атом кобальт. Оба они прекрасные катализаторы ферментативного катализа окисления молекулярным кислородом органических веществ. [c.509]

В природных ферментативных процессах для каждой стадии сложного процесса существует свой весьма активный, но специфический катализатор, так что весь процесс как бы передается по эстафете — каталитической цепи — от одного катализатора к другому, за счет чего значительно выигрывает селективность превращения. Аналогичное явление можно осуществить и в техническом катализе. При этом создается возможность проведения в одном реакторе многостадийных процессов. Классическим примером простейшего процесса каталитической системы может служить одностадийная изомеризация парафинов на бифункциональном катализаторе и окиси алюминия и платины, протекающая следующим образом (применительно к бутану) [c.47]

В случае ферментативных реакций значения энергии активации снижаются еще больше, так как процессы протекают многоступенчато, с участием нескольких катализаторов, каждый из которых проводит лишь одну стадию процесса. Это позволяет сложным ферментативным реакциям протекать с большой скоростью при [c.33]

Катализатор снижает энергию активации со 198 до 134 кДж/моль. Все гомогенные каталитические реакции в растворах с известной степенью условности можно разделить на три группы 1) кислотноосновной катализ, 2) окислительно-восстановительный катализ (катализ комплексными соединениями или координационный катализ), 3) ферментативный катализ. [c.623]

Классификация каталитических процессов и реакций производится по ряду признаков. По фазовому состоянию реагентов и катализатора каталитические процессы разделяют на две основные группы — гомогенные и гетерогенные. При гомогенном катализе катализаторы и реагенты находятся в одной фазе — газе или растворе, а при гетерогенном — в разных фазах. В особую-группу следует выделить микрогетерогенный, в частности ферментативный катализ, происходящий в жидкой фазе с участием коллоидных частиц в качестве катализаторов. [c.106]

Применение катализаторов дает возможность понизить Е до значений < 170 кДж/моль. Так, при гомогенном окислении SO2 без катализатора Е > 280, на платиновом катализаторе < 70 и на ванадиевом 90 кДж/моль SO2. При окислении аммиака па платиновом катализаторе Е составляет лишь 34 кДж/моль NH3, вследствие чего общая скорость процесса определяется скоростью диффузии аммиака. и кислорода к поверхности катализатора. Для ферментативных реакций, как правило, Е = 35—50 кДж/моль. [c.22]

По фазовому состоянию реагентов и катализатора каталитические процессы разделяют на гомогенные и гетерогенные. В особую группу выделяют микрогетерогенные и ферментативные (биохимические) каталитические процессы, очень распространенные в природе и применяемые в промыш ленном масштабе для производства спиртов, кормовых белков, органических кислот, а также при обезвреживании сточных вод. [c.25]

Перечислим в заключение некоторые имеющиеся в литературе примеры исследований устойчивости химических реакторов полимеризационный реактор [3], реактор с псевдоожиженным слоем катализатора [33], реактор с регулятором температуры [446], реактор для ферментативных реакций и др. [c.236]

Способность природных катализаторов осуществлять селективную функционализацию простых субстратов основана на хорошо работающем принципе, к которому до недавнего времени химики не обращались [194]. Напрпмер, ферментативные системы, такие, как десатуразы, могут окислять едипствеппую неактивированную углеводородную связь в специфическом месте алкильной цепи стеариновой кислоты и превращать ее в олеиновую кислоту, имеющую только цис-коифпгурацию. [c.317]

Иногда выделяют еще микрогетерогенный катализ, когда катализатор находится в растворе в коллоидном состоянии частный случай микрогетерогенного — ферментативный катализ характеризуется сложным строением катализатора, который представляет собой белковую систему. [c.405]

Торможение некаталитической реакции малыми добавками ингибитора является характерным признаком цепного механизма реакций (в каталитических реакциях малые добавки посторонних веществ могут снижать скорость реакции в результате воздействия на катализатор, например ингибирование ферментативных реакций, гл. УП, 3). [c.280]

Под действием различных ферментов или энзимов с исключительной избирательностью в животных и растительных организмах проходят многочисленные реакции. Ферменты являются органическими катализаторами белковой природы и обладают свойствами, переходными между гомогенными и гетерогенными катализаторами, приближаясь, однако, к свойствам гетерогенных. По этой причине в настоящее время ферментативные реакции называют микро-гетерогенными. [c.22]

Ферменты — это сополимеры, состоящие из различных аминокислотных мономеров. Поэтому легко понять, почему использованию синтетических органических полимеров для воздействия на активность низкомолекулярных соединений уделяется в последнее время все большее внимание [168] эти реакции могут служить в качестве моделей для более сложных ферментативных процессов. Хотя полимерные катализаторы значительно менее эффективны, чем ферменты, обнаружено некоторое сходство между природными и синтетическими макромолекулярными системами. В частности, полимер с заряженными группами склонен концентрировать и/или отталкивать находящиеся вблизи него низкомолекулярные ионные реагенты и продукты, и, следовательно, он будет функционировать как ингибитор или ускоритель реакции, протекающей между двумя молекулами. Однако если к такому полимеру присоединить еще и каталитически активные группы, то уже сама молекула полимера, а не его противоионы, будет принимать участие в катализе 169, 170]. [c.294]

Внутримолекулярный кислотно-основной катализ представляет собой эффективный способ ускорения реакций в органических системах. Однако было бы полезно оценить вклад этого вида катализа в ферментативный катализ. Существует принципиальное различие между ферментативными химическими реакциями и реакциями в растворе. Скорость каталитических реакций в растворе описывается уравнениями второго порядка скорость увеличивается с увеличением концентрации катализатора. Реакции [c.209]

При этом наблюдается характерное свойство ферментативного катализа — регенерация катализатора путем обратимой реакции. 2-Аминофенол, кислотные и основные свойства которого выражены сильнее, чем у а-пиридона, не столь эффективно катализирует эту реакцию. В присутствии 2-аминофенола сопряженный механизм катализа невозможен. [c.216]

Более типичным для биологич. Ф. является случай, когда в активных центрах ферментов, участвующих в переносе фосфорильной группы, присутствуют ионы металлов. Показано, что в зависимости от природы металла могут быть образованы различные комплексы АТФ с ионами металлов. Так, ионы Mg, Са и Ха предпочтительно образуют хелатные соединения с фос-фатнь1ми группами в р- и у-положениях АТФ, Си " взаимодействуют с а- и р-фосфатными группами, а Ми , по-видимому, может взаимодействовать со всеми тремя группами. Наиболее эффективными катализаторами ферментативных реакций, как правило, являются ионы Си, Хп, Мн и Са для этих элементов, ио-видимому, общим можно считать наличие вакантных атомных орбит, на к-рые могут внедряться неподе-ленные пары электронов атома кислорода фосфорильной группы. Отмечена следующая закономерность в изменении стабильности металл-хелатных комплексов с АТФ Мд>Са>8г>Ва. Снижение свободной энергии активации на стадии, определяющей скорость реакции, в чем, по существу, и состоит смысл катализа, реализуется двумя путями а) размазыванием [c.254]

Вообще говоря, возможны четыре типа факторов, определяющих каталитическую активность фермента. Во-первых, необходим химический аппарат в активном центре, способный деформировать или поляризовать химические связи субстрата, что делает последний более реакционноспособным, во-вторых,— связывающий центр, иммобилизующий субстрат в правильном положении к другим реакционным группам, участвующим в химическом превращении, в-третьих,— правильная и точная ориентация субстрата, благодаря которой каждая стадия реакции проходит с минимальным колебательным или вращательным движением вокруг связей субстрата, и, наконец, в-четвертых, способ фиксирования субстрата должен способствовать понижению энергии активации ферментсубстратного комплекса в переходном состоянии. Соответствующее распределение зарядов в активном центре и геометрия активного центра входят в число факторов, определяющих снижение суммарной энтропии переходного состояния. Все эти факторы в той или иной степени влияют на структуру активного центра фермента, и их нельзя рассматривать изолированно, вне связи друг с другом. В совокупности они увеличивают скорость ферментативной реакции и позволяют ферменту выступать в роли мощного катализатора [77]. [c.209]

Расширяющаяся конкурентная борьба в пределах общего рынка и за его пределами и развитие нефтехимии в некоторых странах Америки, Азии и Африки определяют специфическую направленность научно-исследовательских работ капиталистических нефтехимических фирм на общее снижение затрат на производство основных нефтехимических продуктов повышение общей эффективности нроцессов за счет применения новых катализаторов и повышение термического КПД, значительное улучтпение автоматизации и механизации, остановка маломощных заводов и расширение мотцностей крупных предприятий, слияние мелких фирм либо поглощение их кружными, поиск новых источников нефтехимического сырья, т. е. сближение нефтехимии с углехи-мией и химией природных материалов из возобновляемых источников. На этой основе повышенное внимание уделяется метанолу, синтез-газу и продуктам ферментативной переработки различного растительного сырья, главным образом целлюлозы. [c.360]

Хлорид алюминия, А1С1з, играет роль катализатора в реакции алкили-рования бензола, в результате которой образуются его производные с алкильными боковыми цепями. Важным классом биологических катализаторов являются белковые молекулы, называемые ферментами. Эти молекулы имеют ла своей поверхности участки, называемые активными центрами, на которых осуществляется катализ. К активным центрам ферментов часто присоединяются атомы переходных металлов, которые становятся важными участниками катализа. Мы познакомимся с примером ферментативного катализа в разд. 21-10. [c.305]

В ферментативном катализе не происходит ничего такого, чего не могло бы произойти без помощи катализатора. Молекула воды вполне способна приб.тазиться к цепи белка, как показано в уравнении (21-1), и расщепить ее на части, отдав группу —ОН левой половине цепи и группу —Н правой половине цепи. Однако энергетический барьер активации этой прямой реакции чрезвычайно высок, и поэтому такая реакция должна быть крайне медленной. Двухстадийная реакция, осуществляемая при помощи [c.319]

Общность между техническим гетерогенным катализом и ферментативными процессами указывает па возможность существования энтропийных механизмов гетерогенного катализа, в которых скорость или, что более существенно, направление реакции изменяются за счет повышения вероятности образования промежуточных состояний некоторых реакционных направлений. Иллюстрацией к этому могут служить реакции стереоспецифического катализа и избирательные синтезы па цеолитпых катализаторах. [c.12]

Своеобразную и важную роль играют многие процессы ферментативного катализа. Катализаторами в них служат ферменты (энзимы), которые представляют собой сложные органические вещества, принадлежащие обычно к белкам с высоким молекулярным весом, вырабатываемым в животных или растительных организмах и обладающим высокой каталитической активностью. Каждый фермент катализирует определенный химический процесс или определенную группу химических превращений. Ферментативный катализ играет больщую роль п жизнедеятельности организмов и широко используется в промышленности н в быту, в особенности при переработке пищевых продуктов (хлебопечение, квашение, винокурение и др.). При этом основными являются процессы брожения, т. е. такие процессы, в которых изменение химического состава вещества происходит в результате жизнедеятельности тех или других микроорганизмов, например дрожжей, плесеней или соответствующих бактерий. Действующим началом в этих случаях служат различные ферменты, вырабатываемые этими микроорганизмами, Ферменты сохраняют свою активность и способндсть действовать и будучи выделенными из микроорганизмов. [c.494]

Так, например, при неупругих столкновениях обшивок ракет и самолетов с молекулами воздуха, за счет накопления энергий неупругих соударений, обшивки могут оплавляться, а молекулы азота и кислорода вступать в каталитические реакции с образованием окислов азота и другие [25-27]. Поэтому, если в каталитических и ферментативных реакциях для их ускорения необходимо повышать частоту и энергию неупругих соударений, то для снижения сопротивления трения газов и жидкостей на твердой поверхности требуется снижать частоту и энергию неупругих соударений. Автором монографии разработаны и внедрены в промышленность принципиально новые и более экономически эффективные способы повышения частоты и энергии неупругих соударений реагирующих веществ с катализаторами, которые способны повышать активность всех имеющихся в мире промышленных катализаторов [17], а также экономически эффективные способы снижения частоты и энергии неупругих соударений обтекающих газов и жидкостей о твердую поверхность, в результате которых снижается сопротивление их трения до 20% , а следовательно, сокращают расход топлива на единицу мощности двигателя, также на 20% [28]. Эти же методы повышения или понижения частоты неупругих соударений можно применить и для повышения нли понижения скоростей ферментативных реакций в клетках животных и растений, так как термодесорбируемые субстраты неупруго соударяются внутренними поверхностями "кармана" (щелей) глобул ферментов, а изотермически десорбируемые субстраты (химически превращаемые вещества ферментом) неупруго соударяются с поверхностью глобул фермента [15]. Отметим, что полярные С и М-концевые и боковые группы белковой части ферментов расположены на поверхности глобул ферментов [29-31], их вращательные и колебательные движения совершаются с целью повышения частоты и энергии неупругих соударений субстратов с поверхностью глобул ферментов. Поэтому скорость ферментативных реакций в 10 " раз превышает скорости химических [29]. [c.46]

Для замедления протекания побочных реакций на катализаторах [17], также ряда нежелательных ферментативных реакций при раковых заболеваниях [32], снижения сопротивления трения при движении всех видов транспортных средств необходимо уменьшить вакуумные колебания на стационарных орбитах атомов, вхо-дяпшх в состав молекул поверхности и обтекающих сред, снизить частоту колебаний радиуса кривизны, кривизны силовых линий, а также колебаний количества центральных силовых трубок, где взаимодействие разноименных зарядов близко к их "мгновенному" действию. [c.48]

Представления И. Берцелиуса и Л. Пастера о сущности каталитических явлений подверглись критике Ю. Либиха, который подошел к оценке катализа одностронне и механистически, так как усматривал действие катализаторов лишь в определенных свойствах и состояниях материальных частиц, совершенно исключая энергетические воздействия. По Ю. Либиху причиной ферментативных и вообще каталитических реакций ...является способность тела, находящегося в состоянии разложения или ином активном состоянии, вызывать ту же деятельность в соприкасающихся с ним телах и делать их способными претерпевать те же изменения, которые оно само испытывает . [c.17]

Можно провести много аналогий между гетерогенным ката лизом при полимеризации олефинов и тем способом, которьш осуществляется катализ природных химических реакций, в ча стности ферментативный катализ. Действительно, гетерогенны катализ во многих отношениях напоминает ферментативный. Мо лекула субстрата сталкивается с активным центром на поверхно сти твердого катализатора, образуя адсорбционный комплекс Адсорбированный субстрат реагирует в одну или несколько ста дий под влиянием каталитических групп активного центра. на конец продукт десорбируется (пли удаляется) из активного цент ра. Таким образом, и для ферментативного, и для гетерогенного катализа говорят об активном центре и образовании комплекса субстрата с активным центром. Осмысление этих понятий помогает сопоставить неферментативный и ферментативный катализ. Тем не менее существует и принципиальное различие, поскольку большипстпо ферментов несут только один активный центр па молекулу, тогда как в гетерогенных катализаторах на одну ча- [c.198]

В этом комплексе наблюдается повышенная скорость переноса Н к пиридиниевой соли субстрата. Это первый пример ускоренного Н-переноса (гранс-восстановления) от 1,4-дигидропириднна к ниридиннй-иону в синтетическом молекулярном макроцикли-ческом рецептор-субстратпом комплексе. Значит, такой синтетический катализатор обнаруживает некоторые характерные свойства, присущие ферментам. Он обеспечивает как акцепторный центр для связывания субстрата, так и активный центр для превращения связанного субстрата. Следовательно, он интересен и как ферментативная модель, и как представитель нового типа эффективных и селективных химических агентов [278]. [c.405]

На стыке молекулярной биологии с физической и физико-органической химией возникла еще одна не менее важная задача — создать сравнительно простые каталитические системы, в которых использовали< ь бы принципы действия активных центров, работающих в ферментах. Подобного рода исследования обогащают физико-органическую химию познанием нетрадиционцых путей (механизмов), позволяющих ускорять или в общем случае регулировать скорости химических реакций. Изучение механизмов молекулярной биологии, в частности движущих сил ферментативного катализа, поможет найти пути создания избирательных химических катализаторов с управляемыми свойствами [7, 8]. В то же время анализ как общих закономерностей, так и различий, наблюдаемых в ферментативных и модельных системах, можно рассматривать как качественно новую ступень углубленного изучения самих ферментов. Иными словами, подобного рода исследования в области молекулярной химической бионики должны способствовать формированию новых взглядов на природу ферментативного катализа. [c.3]

ИЛИ меньшей степени отчетливо проследить и для многих других ферментов. Тем не менее представление о пространственной разделенностн функциональных областей активного центра не следует, по-видимому, считать обязательным для ферментативного катализа. Оно лишь позволяет упростить анализ кинетической роли сорбционных взаимодействий между молекулами субстрата и катализатора 4]. [c.36]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология