Ферментті катализ

Молекулалық биология және катализ теориясы қосылып зерттейтін ғылым саласы - ферментті катализ. Ферменттер - биологиялық катализаторлар - бұлар тірі ағзада жүретін барлық химиялық реакциялардың жүруіне себеп болады. Ферменттердің каталитикалық активтігі өте жоғары. Биологиялық процестерде - ас қорытуда, қанда жүретін процестерде ферменттер ролін - жай немесе күрделі белоктар атқарады. Қазіргі уақытта пепсин, трипсин, химотрипсин, рибонуклеаза, уреаза деген ферменттер синтезделген.

Біздің ағзаға тағаммен түсетін витаминдер ферменттерді құрастыру үшін қажет.

Ферменттер зат алмасу процестерін - метаболизмді жүргізеді. Ферменттер ассимиляция процесін - анаболизмді, жоғары молекулалы заттардың синтезделуі және керісінше, диссимиляция - осы заттардың ыдырауы -.катаболизмді іске асырады.

Фермент әсер ететін затты фермент субстраты (S) дейді (substratus). Ферменттің өзі - энзим (Е). Егер түзілетін зат Р болса, жүретін реакцияның схемасы:

k₁ k₂

E + S ( ES ( E+P

k₂k₁

Ферментті реакция үшін Михаэлис - Ментен теңдеуі қолданылады:

k₂ [E]₀[S]₀

V = ^___________

K_m+ [S]₀

[E]₀; [S]₀- бастапқы концентрация

k₂- жылдамдық константасы

K_m- Михаэлис константасы, моль/л

25. Химиялық тепе-теңдік

Химиялық реакциялар қайтымды және қайтымсыз болып бөлінеді. Қайтымсыз реакциялар - бұлар тек қана бір бағытта жүретін реакциялар, мысалы

КСlO₃® KCl + O₂

“Қайтымды реакция” деп берілген жағдайда тура және кері бағытта жүре алатын процестерді айтады.

Мысалы, аммиакты алу:

_кат

N₂+ 3H₂® 2NH₃

Тура және кері бағытта жүретін реакциялардың жылдамдықтары тең болған кездехимиялық тепе-теңдік орнайды. Химиялық тепе-теңдік орнаған кезде реакция тоқтап қалмайды, тек екі процестің жылдамдығы теңеседі, сондықтан тепе-теңдік динамикалық болып саналады.

Мысалы: Н₂+ І₂« 2HІ

Тура реакцияның жылдамдығы V₁ кері реакцияның жылдамдығы V₂.

Егер V₁ = V₂ болса динамикалық тепе-теңдік орнайды дейміз.

Әсер етуші массалар заңы

V₁ = k₁ [Н₂] [ І₂]

V₂ = k₂[HІ]²

Тепе- теңдік кезінде V₁ = V₂ , сондықтан k₁ [Н₂] [ І₂] = k₂[HІ]²

(Теңдеуден k₁табамыз, сосын k₂-ге бөлеміз).

Cонда k₁[HІ]²

^____ = ^___________

k₂ [Н₂] [ І₂]

k₁ және k₂ тұрақты сандар, сондықтан олардың арақатынасы да тұрақты:

k₁[HІ]²

К = ^____ немесе К = ^________ -

k₂[Н₂] [ І₂]

бұл тепе-теңдік константасы.

Реакцияның жалпы схемасын қарастырайық:

mA + nB ( pC + dD , сонда

[C]^p [D]^d

К = ^_________ -

[A]^m [B]ⁿ

- бұл формула әсер етуші массалар заңының қайтымды реакциялар үшін қалай қолданылатынын көрсетеді. К - тепе-теңдік константасы.

Әсер етуші массалар заңы тепе-теңдіктегі процестер үшін былай оқылады: “Тұрақты температурада жүретін қайтымды реакцияда тепе-теңдік орнау үшін түзілген заттардың концентрацияларының көбейтіндісінің бастапқы заттардың концентрацияларының көбейтіндісіне қатынасы тұрақты сан “K” болу керек”.

Концентрация өзгергенде К өзгермейді. Температура өзгергенде, К өзгереді. К-ның мәні үлкен болса, реакция тура бағытта жүреді.