катализа

Тхе катализа одговара смањењу енергије активације потребне за хемијске и биолошке реакције. Каталитичко смањење потребне количине енергије омогућава катализатор који одговара биолошком ензиму. Код ензимских болести каталитичка својства ензима могу се смањити или чак укинути.

Шта је катализа?

Ензими имају посебне задатке у људском телу. Ма колико различите функције ензима могле бити, у основи сви имају исти задатак и имају слична својства да испуне овај задатак. Главни задатак свих ензима је катализација. Због тога, биохемија каже да имају каталитичка својства.

Буквално преведено, катализа значи "растварање". Фокус катализе је енергија активације. Као таква, хемија описује количину енергије која је апсолутно потребна у реакционом систему за хемијску реакцију оба реакционара. Катализатори се користе за смањење енергије активације и на тај начин омогућавају оба реактаната да реагују у реакционом систему чак и при ниским енергијама. У системима биолошке реакције ензими са каталитичким својствима смањују активацијску енергију одређене хемијске реакције и у складу с тим функционишу као хемијски катализатори.

У контексту катализе, с једне стране, вероватноћа успешног процеса реакције се повећава, а са друге стране, брзина реакције се понекад повећава. Промјена хемијске равнотеже се не догађа у контексту катализе.

Хемија разликује хомогену катализу од хетерогене катализе. Биокатализа не одговара ни једном ни другом облику. То је независан облик катализе.

Функција и задатак

Биокатализа одговара контроли, примени или убрзавању хемијских реакција у биолошком окружењу. Ензими у овом процесу делују као биолошки катализатори. Сваки ензим се углавном састоји од протеина, од којих су неки повезани са ко-фактором. Скоро све биохемијске реакције у живим организмима имају ензиматски катализатор.

Биокатализа се примењује у биотехнологији користећи изоловане или живе ензиме. Пример биокатализе може се наћи у пиварама пива, где се биокаталитички процеси спроводе помоћу бактерија, гљивица или квасца. Фармацеутска индустрија користи биокатализу да би постигла иначе неизведиве реакције.

У људском телу се непрестано одвија катализа у којој ензими убрзавају одређене реакције. Ензими су на пример релевантни за метаболизам организама и у великој мери контролирају биохемијске реакције у метаболичким процесима. На пример, они контролишу варење, али такође учествују у транскрипцији и репликацији ДНК у облику полимераза.

Већина свих биохемијских реакција одвијаће се у живом организму без ензима занемариво брзом брзином. Ензими убрзавају постизање хемијске равнотеже не мењајући ништа у равнотежи.

Ензим има каталитичку активност јер може да смањи енергију активације у хемијским реакцијама. Та енергија одговара количини енергије која се мора примијенити унапријед да би се започела реакција. Током реакције супстрат се мења у енергетски неповољна транзициона стања. Енергија за активирање присили супстрат у његово прелазно стање. Каталитички ефекат ензима умешава се у овој тачки реакције стабилизацијом прелазног стања супстрата путем нековалентних интеракција. На овај начин је за претварање супстрата у прелазно стање потребно знатно мање енергије. Због тога се супстрат бржим брзинама претвара у коначни продукт реакције. Са овим каталитичким функцијама, ензими се сматрају елементима за изравнавање пута за сваки производ биохемијске реакције.

Болести и тегобе

Ако ензими мутирају или више не извршавају каталитичку улогу адекватно из других разлога, постоје велике здравствене последице. Група болести метаболичких болести укључује различите поремећаје из подручја средњег оперативног метаболизма. Такви поремећаји су или урођени или стечени.

Метаболичке болести се увелике разликују по свом обиму и ширењу. И клинички се манифестују веома хетерогено. Сродни поремећај је, на пример, раширена болест дијабетес мелитус. Међутим, много ређе наследне болести са смртоносним током такође спадају у ову групу болести. Остеопенија и резултирајућа остеопороза могу се пратити и до метаболичких болести.

Већина конгениталних болести из надређене групе метаболичких болести одговара генетским оштећењима различитих ензима. На примјер, овисно о дотичном ензиму, његовој каталитичкој функцији и производу реакције, ензимски оштећења или недостатак ензима могу, на примјер, узроковати квар органа.

Гауцхерова болест је релативно ретка и наследна метаболичка болест. У контексту ове болести, погођени ензим је глукоцеребросидаза или глукоцеребросидаза. Овај ензим разграђује старије компоненте ћелијске мембране у здравом организму. Гауцхерова болест има недостатак овог важног ензима. Ако ензим не показује довољну активност, долази до таложења компоненти мембране унутар лизосома. До сада је документовано више од 200 мутација ензима у контексту Гауцхерове болести. Степен резидуалне ензимске активности зависи од мутације кодирајућег гена у појединачном случају. На пример, болест може узроковати да ензим потпуно не успе. Међутим, могуће је и функционално слабо смањење ензимске активности. Већина пацијената са болешћу показује манифестације и унутрашњих органа и нервног система.