 |
7. Катализ гомогенный и гетерогенный. Особенности ферментативного катализа
|
|
|
|
7. Катализ гомогенный и гетерогенный. Особенности ферментативного катализа
Различают гомогенный и гетерогенный катализ. При гомогенном катализе катализатор находится в одной фазе с реагирующими веществами. При гетерогенном катализе катализатор - самостоятельная фаза, отделенная от реагирующей системы границей раздела, где и происходит реакция. Рель катализатора обычно сводится к участию в образовании лабильных промежуточных соединений с исходным веществом. В процессе реакции осуществляется многократное повторение циклов, включающих поочередное связывание и регенерацию катализатора.
ФЕРМЕНТАТИВНЫЙКАТАЛИЗ (биокатализ), ускорение биохим. р-ций при участии белковых макромолекул, называемых ферментами (энзимами)
Удивительная особенность ферментативного катализа состоит в том, что фермент специфическим образом связывает субстрат и все реакции протекают внутри фермент-субстратного комплекса. Таким образом, чтобы понять, как работает фермент, необходимо знать структуру не только нативного фермента, ной комплексов фермента с субстратами, а также промежуточных соединений и продуктов. Только в этом случае мы сможем понять, как происходит связывание субстрата, какие каталитические группы участвуют в этом процессе и какие структурные изменения происходят в субстрате и ферменте при образовании фермент-субстратного комплекса. Основная трудность на этом пути связана с тем, что реакции в фермент-субстратных комплексах и образование продуктов протекают за доли секунды, тогда как для снятия рентгенограммы требуется, как правило, несколько часов. В связи с этим обычно определяют структуру комплексов ферментов с продуктами реакции, ингибиторами или аналогами субстратов.
|
|
|
8. Физико-химические свойства воды, определяющие её роль в природе и организме. Биологически важные свойства воды. Примеры водородных связей в биологических системах
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДЫ — параметры, определяющие физико-химические особенности природных вод. К ним относятся показатели концентрации водородных ионов (рН) и окислительно-восстановительный потенциал (Eh).
Организм взрослого человека на 65% состоит из воды, а новорождённого – на 75%. ⅔ от общего количества воды составляет внутриклеточная вода, ⅓ - внеклеточная.
Вода поступает в организм двумя путями: 1) алиментарным (еда, питьё) – 1, 5-2, 0 литра в сутки; 2) эндогенным (вода, образующаяся при метаболических превращениях) – 0, 35-0, 4 л в сутки.
Вода в организме участвует в:
- процессах метаболизма;
- терморегуляции как теплоноситель и хладагент;
- трансформации энергии (синтез и гидролиз макроэргических соединений);
- процессе диссоциации электролитов как полярный растворитель;
- растворении минеральных и органических веществ, газов, жидкостей.
Свойства воды объясняются строением её молекул и структурированностью.
Водородная связь -это взаимодействие атома водорода с более электроотрицательным атомом, имеющее частично донорно-акцепторный, частично электростатический характер. Любая химическая связь характеризуется энергией ее образования. По энергии водородная связь занимает промежуточное положение между ковалентной (200 - 400 кДж/моль) и ионной химическими связями и слабыми ван-дер-ваальсовыми взаимодействиями, находясь в пределах 12 - 30 кДж/моль.
Необычная структура воды обусловливает ее уникальные физико-химические свойства. Все биохимические процессы в организме протекают в водной среде. Вещества, находящиеся в водном растворе, имеют водную оболочку, которая образуется в результате взаимодействия полярных молекул воды с заряженными группами макромолекул или ионов. Чем больше такая оболочка, тем лучше растворимо вещество.
|
|
|
По отношению к воде молекулы или их части делят на гидрофильные (водорастворимые) и гидрофобные (водонерастворимые). Гидрофильными являются все органические и неорганические соединения, диссоциирующие на ионы, биологические мономеры и биополимеры, имеющие полярные группы. К гидрофобным следует отнести соединения, молекулы которых содержат неполярные группы или цепи (триацилглицерины, стероиды и др. ). Молекулы некоторых соединений содержат как гидрофильные, так и гидрофобные группы; такие соединения называются амфифильными (от греч. amphy -двоякий). К ним относятся жирные кислоты, фосфолипиды и др. Из вышесказанного следует, что диполи воды способны взаимодействовать не только между собой, но и с полярными молекулами органических и неорганических веществ, локализованных в клетке организма. Этот процесс получил название гидратации веществ.
Физико-химические свойства воды определяют ее биологические функции:
· Вода является прекрасным растворителем.
· Вода выполняет функцию регулятора теплового баланса организма, так как ее теплоемкость значительно превышает теплоемкость любого биологического вещества. Поэтому вода может долго сохранять тепло при изменении температуры окружающей среды и переносить его на расстояние.
· Вода способствует сохранению внутриклеточного давления и формы клеток (тургор).
· В определенных биохимических процессах вода выступает в качестве субстрата.
Большое значение водородные связи имеют в таких биологически важных природных веществах , как белки, ферменты, целлюлоза, а также в синтетических полиамидах.
Водородная связь играет большую роль э свойствах многих органических соединений и биологически важных веществ , например таких, как белки и нуклеиновые кислоты. Водородная связь служит причиной некоторых важных особенностей воды — вещества, играющего огромную роль в процессах, протекающих в живой и неживой природе. Она в значительной мере определяет свойства и таких биологически важных веществ как белки и нуклеиновые кислоты.
|
|
|
