Inson tanasi nima uchundir biokimyoviy zavod deb ataladi. Axir unda har daqiqada minglab, o'nlab, yuz minglab oksidlanish, bo'linish, qaytarilish va boshqa reaksiyalar sodir bo'ladi. Ularning har bir hujayrani energiya, ozuqa va kislorod bilan ta'minlab, shunday ulkan tezlikda oqishiga nima imkon beradi?
Katalizatorlar tushunchasi
Noorganik va organik kimyoda kimyoviy reaksiyalarni bir necha ming, baʼzan millionlab marta tezlashtira oladigan maxsus moddalar keng qoʻllaniladi. Ushbu birikmalarning nomi "katalizatorlar". Noorganik kimyoda bular metall oksidlari, platina, kumush, nikel va boshqalar.
Ularning asosiy harakati reaksiya ishtirokchilari bilan vaqtinchalik komplekslarni hosil qilishdir, faollashuv energiyasini pasaytirish orqali jarayon bir necha barobar tezroq amalga oshiriladi. Shundan so'ng kompleks parchalanadi va katalizator sferadan jarayon boshlanishidan oldingi miqdoriy va sifatli tarkibda chiqarilishi mumkin.
Katalitik reaksiyalarning ikki turi mavjud:
- bir hil - tezlatgich va ishtirokchilar biridaumumiy holat;
- geterojen - tezlatkich va turli shtatlardagi ishtirokchilar, faza chegarasi mavjud.
Bundan tashqari, ta'sirida qarama-qarshi bo'lgan birikmalar - inhibitorlar mavjud. Ular kerakli reaktsiyalarni sekinlashtirishga qaratilgan. Masalan, ular korroziya hosil bo'lish vaqtini qisqartirishga imkon beradi.
Biologik katalizatorlar tabiatan noorganiklardan farq qiladi va ularning xossalari biroz oʻziga xosdir. Shuning uchun tirik tizimlarda kataliz har xil.
Fermentlar - bu nima?
Agar ko'rsatilgan jarayonlarni tezlashtiradigan maxsus moddalarning ta'siri tirik tizimlar ichida amalga oshirilmagan bo'lsa, oshqozondagi oddiy olma taxminan ikki kun davomida hazm bo'lishi isbotlangan. Bunday vaqt davomida parchalanish va parchalanish mahsulotlari bilan zaharlanish jarayonlari boshlanadi. Biroq, bu sodir bo'lmaydi va meva bir yarim soat ichida to'liq qayta ishlanadi. Bu har bir organizmning tarkibida ko'p miqdorda mavjud bo'lgan biologik katalizatorlar tomonidan amalga oshiriladi. Lekin ular nima va bunday harakatning asosi nima?
Oqsil tabiatining biologik katalizatorlari fermentlardir. Ularning asosi bir qator o'ziga xos xususiyatlarga ega bo'lgan murakkab tizimli tashkilotdir. Oddiy qilib aytganda, bu noyob oqsillar bo'lib, ular tirik organizmlardagi jarayonlarning faollashuv energiyasini kamaytiradi va ularni odatdagi qiymatlardan bir necha million marta oshib ketadigan tezlikda amalga oshiradi.
Bunday molekulalarga koʻplab misollar mavjud:
- katalaz;
- amilaza;
- oksireduktaza;
- glyukoza oksidaza;
- lipaz;
- invertaz;
- lizozim;
- proteaz va boshqalar.
Shunday qilib, xulosa qilishimiz mumkin: fermentlar oqsil tabiatining biologik katalizatorlari boʻlib, ular tirik organizmlardagi minglab jarayonlarni juda yuqori tezlikda amalga oshirishga imkon beruvchi kuchli tezlatuvchi vazifasini bajaradi. Ovqat hazm qilish, oksidlanish, tiklanish ularning ta'siriga asoslanadi.
Noorganik va oqsil katalizatorlarining oʻxshashligi
Fermentlar biologik katalizator sifatida noorganiklarga o'xshash bir qator xususiyatlarga ega. Bularga quyidagilar kiradi:
- Faqat termodinamik boʻlishi mumkin boʻlgan reaksiyalarni tezlashtiring.
- Muvozanat tizimlarida kimyoviy muvozanatning siljishiga ta'sir qilmang, balki oldinga va teskari jarayonlarni teng darajada tezlashtiradi.
- Natijada reaksiya sferasida faqat mahsulotlar qoladi, katalizator ular orasida emas.
Biroq, oʻxshashliklardan tashqari, fermentlarning oʻziga xos xususiyatlari ham mavjud.
Tabiatga qarab farqlar
Biologik katalizatorlar bir qancha oʻziga xos xususiyatlarga ega:
- Yuqori darajadagi selektivlik. Ya'ni, bitta protein faqat ma'lum bir reaktsiyani yoki shunga o'xshashlar guruhini faollashtirishga qodir. Ko'pincha "ferment - bitta jarayonning substrati" sxemasi ishlaydi.
- Juda yuqori darajadagi faollik, chunki oqsillarning ayrim turlari reaktsiyalarni millionlab marta tezlashtirishi mumkin.
- Fermentlar juda bog'liqatrof-muhit sharoitidan. Ular faqat ma'lum bir harorat oralig'ida faoldir. Muhitning pH darajasi ham kuchli ta'sir qiladi. Har bir ferment uchun minimal, maksimal va optimal qiymatlarni ko'rsatadigan egri chiziq mavjud.
- Biologik katalizatorlarning tabiatini inhibe qiluvchi yoki aksincha, ularga ijobiy ta'sir ko'rsatadigan effektorlar deb ataladigan maxsus birikmalar mavjud.
- Ferment ishlaydigan substrat qat'iy o'ziga xos bo'lishi kerak. Kalit va qulf degan nazariya bor. U fermentning substratga ta'sir qilish mexanizmini tavsiflaydi. Katalizator, xuddi kalit kabi, faol joyi bilan substratga joylashtirilgan va reaksiya boshlanadi.
- Jarayondan so'ng ferment qisman yoki to'liq yo'q qilinadi.
Shunday qilib, tirik organizmlar uchun oqsil katalizatorlarining ahamiyati nihoyatda katta ekanligi aniq. Biroq, ularning harakati muayyan qoidalarga bo'ysunadi va atrof-muhit sharoitlari bilan cheklanadi.
Maktabda katalizni oʻrganish
Maktab oʻquv dasturining bir qismi sifatida katalizatorlar ham kimyo, ham biologiya boʻyicha oʻrganiladi. Kimyo darslarida ular sanoat sintezlarini amalga oshirish va ko'p miqdorda turli xil mahsulotlarni olish imkonini beradigan moddalar nuqtai nazaridan o'rganiladi. Biologiya darslarida aynan biologik katalizatorlar hisobga olinadi. 9-sinf molekulyar biologiya va biokimyo asoslarini o‘rganishni o‘z ichiga oladi. Shu sababli, ta'limning ushbu bosqichida talabalar faol moddalar sifatidagi fermentlar haqida asosiy bilimlarni oladilartirik mavjudotlar organizmlari.
Darslarda bu moddalarning kimyoviy faolligini ma'lum harorat oralig'ida va atrof-muhitning pH darajasida tasdiqlovchi tajribalar o'tkaziladi:
- vodorod periksni katalizator sifatida xom va qaynatilgan sabzilarga ta'sirini o'rganish;
- go'sht (pishirilgan va xom), kartoshka va boshqa mahsulotlarga ta'siri.
Inson organizmidagi fermentlar
Etarli darajada ma'lumotga ega va o'rta ta'lim chegarasini kesib o'tgan har bir maktab o'quvchisi biologik katalizatorlar nima deb atalishini biladi. Tanadagi fermentlar qat'iy o'ziga xos ixtisoslikka ega. Shuning uchun har bir jarayon uchun katalitik moddangizni nomlashingiz mumkin.
Demak, organizmning barcha fermentlarini bir necha guruhlarga boʻlish mumkin:
- oksidoredüktazalar, masalan katalaza yoki spirtli dehidrogenaza;
- transferazlar - kenase;
- hazm qilish uchun muhim gidrolazalar: pepsin, amilaza, lipoprotein lipaz, esteraza va boshqalar;
- ligazalar, masalan, DNK polimeraza;
- izomeraz;
- lyases.
Ushbu birikmalarning barchasi proteinli tabiatga ega bo'lgani uchun, shuningdek, tarkibidagi vitaminlar majmuasi, tana haroratining ko'tarilishi strukturaning denatüratsiyasiga va natijada barcha biokimyoviy reaktsiyalarning to'xtashiga olib keladi. Bunday holda, organizm o'limga yaqin. Shuning uchun kasallik paytida yuqori tana harorati majburiy ravishda tushiriladi.
Protein katalizatorlaridan sanoatda foydalanish
Ko'pincha fermentlar turli sohalarda qo'llaniladisanoat:
- kimyoviy;
- to'qimachilik;
- ovqat.
Doʻkonlar peshtaxtalarida siz tozalash vositalari va tarkibida fermentlar boʻlgan kir yuvish kukunlarini koʻrishingiz mumkin - bular kir yuvish sifatini yaxshilaydigan fermentlardir.
Biologik katalizatorlar nima uchun?
Ularning ahamiyatini ortiqcha baholash qiyin. Axir ular nafaqat tirik organizmlarga yashash, nafas olish, ovqatlanish, metabolik jarayonlarni amalga oshirish imkonini beradi, balki bizga sanoat chiqindilarini yo'q qilish, dori-darmonlarni olish, salomatligimiz va atrof-muhitni muhofaza qilish va himoya qilish imkoniyatini beradi.
