Эфирҳои тиол, ки эфирҳои тиолро вайрон мекунанд, ба монанди гидролазаи ацетилкоа

Гидролазаҳо таназзули гидролитикии пайвандҳои дохилимолекулавӣ мебошанд суръатбахшии ферментҳо. Ба ин синф эфирҳои мураккаб, гликозидҳо, сафедаҳо, пептидхо, ферментхое, ки амидхоро вайрон мекунанд. Номи гидролазҳо ба таври зерин хосил мешавад: гидролаза субстрат. Масалан, пептиддролаза, ацетилсо-лин гидролаза. Дар гидролазхое, ки гуруххои алохидаро вайрон мекунанд, ин гурух
илова кардани префикс номидан мумкин аст. Масалан, атсилфосфатфосфогидролаза, аденозин аминогидролаза. Гидролазаҳо вобаста ба намуди пайвандҳои гидролизшуда паст мебошанд синфхо ва паст- асоси муайян намудани навъхои гуногуни богхо ба синфҳо, ба монанди боғҳои мураккаби эфирии пастсифат таъсир мерасонад ферментхо, гидролазахои эфирхои пасти кислотаи карбон, тиол гидролазаҳои эфирҳо, гидролазаҳои фосфомоноэфир ва ғайра. Муҳимтарин намояндагони гидролазаҳо ба синфҳои поёнии зерин тааллуқ доранд. Як қатор ферментҳо, ки ба гурӯҳи эстеразӣ хеле хосанд
медарояд. Онҳо гидролизи пайвандҳои мураккаби эфириро катализ мекунанд ва якхелаанд обро ба бисьёр эфирхо, агарчи бо суръат набошад хам, мепайвандад ва онхоро вайрон мекунад. Дар байни эстеразҳо липазаҳое ҳастанд, ки эфирҳои карбонро гидролиз мекунанд:

эфирҳои тиол, ки эфирҳои тиолро вайрон мекунанд, ба монанди гидролазаи ацетилкоа:

фосфомоно, ди- ва трифосфоэстеразаҳо (фосфатазаҳо), ки эфирҳои фосфатиро гидролиз мекунанд, инҳоянд:

ва сульфатазахое, ки эфирхои кислотаи сулфатро вайрон мекунанд.

Ба гурухи гликозидазахо на танхо гликозидхои хакикй, балки ферментхое низ дохил мешаванд, ки алокахои N-гликозидро мешиканад, инчунин як ферменте, ки пайвастагихои S-гликозидилро гидролиз мекунад. Гликозидазаҳои ҳақиқӣ гликозидҳои оддӣ, олиго ва полисахаридҳоро вайрон мекунанд. Масалан, a ва r амилаза аз 1 то 4 пайванди гликозидҳоро дар полисахарид ба таври гидролитикӣ мепайвандад. Пептидазҳо аз ҷиҳати потенсиали худ фарқ мекунанд ферментҳо.
Ба ин гурӯҳ пептидазаҳои рахнакунандаи пайванди пептидҳои сафеда ва амидазаҳо дохил мешаванд, ки пайвандҳои ғайр аз пайвандҳои пептидиро вайрон мекунанд, амидиназаҳо ва ғайра.
Пептидазҳо ба молекулаҳои калони сафеда (протеиназа) таъсир мерасонанд,
балки инчунин пептидхои хурдро ба аминокислотахои алохида чудо мекунад. Онхо аз сабаби табиати гурӯҳҳои химиявӣ дар наздикии пайванди пептидҳои вайроншаванда ба андозаи муайян. Илова бар ин, баъзе пептидазхо карбоксил ё гурӯҳҳои аминокислотаи озод дар наздикии пайванди таҷзияшаванда тормоз. Аз ин рӯ, онҳо пайвандҳои пептидиро дар дохили молекула мешикананд, сафедаҳоро ба порчаҳои калон (эндопептидазаҳо) тақсим мекунад. Ба инхо дохил мешаванд
пепсин, трипсин, химотрипсин, папаин, катепсин ва, ки ба сафедаҳо таъсир мерасонанд дигарон дохил мешаванд. Дигар пептидазҳо, баръакс, барои таъсири худ ҳамсоя мебошанд ба гурӯҳи амин ё карбоксил ниёз дорад. Барои ҳамин онҳо пептидҳои хурд мебошанд ё полипептидҳо ба гурӯҳи озоди СOON ё NH2 таъсир мерасонанд (экзопептидазаҳо). Дипептидазахо, карбоксипептидазахо, амино-пептидазахо аз чумлаи онхоанд. Пирофосфатазаҳо пайвандҳои фосфогидрогенро гидролиз мекунанд:

Ба ин гурӯҳ аденозинтрифосфатаза (АТФ-аза), нуклеозиддифосфатаза,
нуклеотид-пирофосфатаза ва гайра.
ГИДРОЛИЗ, реаксияи химиявии байни об ва ягон модда. гидролиз.-и намакхо ба конуни таъсири массахо итоат мекунад. Агар хангоми гидролиз моддаи халнашаванда ё зудбухор хосил гардад, гидролиз то комилан вайрон шудани намаки гидролизшаванда давом меёбад. Намакхои аз асоси кави ва кислотаи кави хосилшуда гидролиз намешаванд, зеро хангоми таъсири мутакобили онхо ва об электролитхои заиф ба вучуд намеоянд. Намакхои кислотахои бисёрасоса ё асосхои бисёркислота зина ба зина гидролиз мешаванд.
Гидролазахо барои хазми хурок, мубодилаи моддахо, карбогидратхо ва равган ахамияти калон доранд. Тагйир ёфтани фаъолияти баъзе гидролазахо дар хун, шираи меъда, руда ва гадуди зери меъда барои ташхиси бисёр беморихо мухим аст. Чунин гидролазахо ба монанди трипсин, химотрипсин, эластолитин, гиалуронидаза (лидаза, ронидаза), коллагеназа ва гидролиз дар тиб ба сифати дору кор фармуда мешаванд.

Реаксияҳои гидролизӣ аз моддаҳои гуногун мегузарад. Пас, дар раванди ҳозима моддаҳои баландмолекулавӣ (сафедаҳо, равғанҳо, полисахаридҳо ва ғ.) бо ҳосил шудани пайвастагиҳои каммолекулавӣ (мутаносибан, аминокислотаҳо, кислотаҳои равғанӣ ва глицерин, глюкоза ва ғ.) ба гидролизи ферментативӣ мегузаранд.
Бе ин раванд, азхудкунии маҳсулоти хӯрокворӣ ғайриимкон аст, зеро танҳо молекулаҳои нисбатан хурд метавонанд дар рӯда ҷаббида шаванд. Ҳамин тариқ, масалан, азхудкунии полисахаридҳо ва дисахаридҳо танҳо пас аз гидролизи пурраи онҳо тавассути ферментҳо ба моносахаридҳо имконпазир мегардад. Ба ҳамин тариқ, сафедаҳо ва липидҳо ба моддаҳое, ки танҳо пас аз ҷаббида мешаванд, гидролиз мешаванд. Реаксияҳои асосии гидролизро, ки дар бадан рух медиҳанд, баррасӣ кунед.
Гидролизи сафеда. Моддаҳои сафеда як синфи бузурги органикӣ, яъне карбонӣ, яъне пайвастагиҳои карбонатӣ-нитрогениро ташкил медиҳанд, ки ҳатман дар ҳар як организм пайдо мешаванд. Нақши сафедаҳо дар организм хеле бузург аст. Бе сафедахо ё таркиби онхо — аминокислотахо такрористехсолкунии элементхои асосии сохти узвхо ва бофтахо, инчунин ба вучуд омадани як катор моддахои мухим, монанди ферментхо ва гормонхоро таъмин кардан мумкин нест. Протеинҳои ғизо пеш аз он ки барои сохтани бофтаҳои бадан истифода шаванд, аввал тақсим карда мешаванд. Организм барои ғизо на худи сафедаи ғизо, балки унсурҳои сохтории он - аминокислотаҳо ва шояд қисман соддатарин пептидҳоро истифода мебарад, ки баъдан дар ҳуҷайраҳо моддаҳои сафедаи ба ин намуди организм хос аз онҳо синтез карда мешаванд.
Дар хар як намуди организм, хар як узв ва бофта протеинхои характерноки ба худ хос буда, хангоми азхуд кардани протеинхои озукавории хоричй организм, пеш аз хама, онхоро аз хусусияти намудашон махрум мекунад. Пеш аз ҳазм шудан, сафедаҳо бояд ба маводи бепарво таҷзия шаванд. Таҷзияи моддаҳои сафеда ба пайвастагиҳои соддатар аз намудҳо, ки тавассути девораҳои рӯда ба хун ҷаббида мешаванд, дар узвҳои ҳозимаи одам ва ҳайвонот тавассути гидролизи пайдарпай дар зери таъсири як қатор ферментҳо ба амал меояд.
Дар холигоҳи даҳон сафедаҳо ҳеҷ гуна тағирот намебинанд, зеро дар таркиби даҳон ферментҳои протеолитикии барои ин заруриро дар бар намегиранд. Ҳазми сафеда дар меъда оғоз меёбад.
Дар рӯдаи меъда сафедаҳои ғизоӣ бо иштироки ферментҳои протеолитикии ҳозима - пептидогидролазаҳо ба аминокислотаҳо тақсим мешаванд. Ин гурўњи ферментњо аз рўи хосияти субстрат фарќ мекунанд: њар яке аз ин ферментњо ба таври афзалиятнок (яъне бо суръати баланд) пайвандњои пептидиро (расми 1), ки аз аминокислотаи муайян ташкил карда мешаванд, гидролиз мекунанд. Дар натиљаи таъсири муштараки њамаи пептидоњидролазањои њозима протеинњои хўрокворї пурра ба аминокислотањо таљзия мешаванд. Бо ин роҳ, организм мономерҳоро барои синтези сафедаҳои худ мегирад.
Дар меъда ҳозима (яъне ҷудошавии гидролитикӣ) дар зери таъсири ферменти протеолитикии пепсин ба амал меояд; кислотаи гидрохлорид дар ин раванд нақши муҳим мебозад, ки ба шарбати меъда арзиши пасти рН (1-2) дорад. Дар зери таъсири ин кислота сафедаи пепсиногене, ки аз ҳуҷайраҳои асосии ғадудҳои меъда ҷудо мешавад, ба пепсин табдил меёбад. HCl ин равандро катализ мекунад, ки дар давоми он як қисми молекула ҷудо мешавад ва макони фаъоли фермент ба вуҷуд меояд. Худи пепсин процесси ташаккули онро катализ мекунад, яъне автокатализатор аст.
Пепсин пайвандҳои пептидиро, ки аз нугҳои занҷири пептидҳо дуранд, гидролиз мекунад (бинобар ин, пепсинро эндопептидазаҳо меноманд). Дар ин ҳолат, сафедаҳо ба полипептидҳо таҷзия мешаванд, аминокислотаҳои озод амалан ба вуҷуд намеоянд.
Ҳазми сафеда дар рӯдаи болоии хурд бо таъсири ферментҳои гадуди зери меъда ва ҳуҷайраҳои рӯда анҷом меёбад. Ин ҳуҷайраҳо як қатор проферментҳоро (трипсиноген, химотрипсиноген, прокарбопептидазаҳои А ва В, проэластаза) истеҳсол мекунанд. Баъди каталитикии маркази фаъол дар проферментхо ва пора шудани як кисми молекулахо ин сафедахо мутаносибан ба ферментхо табдил меёбанд: Трипсин, Химотрипсин, Карбопептидаза А ва В, Эластаза.
Трипсин, химотрипсин ва эластаза - эндопептидазаҳо пайвандҳои ба мобайни занҷири полипептидӣ наздиктарро гидролиз мекунанд. Маҳсулоти амали онҳо асосан пептидҳо мебошанд, аммо як қатор аминокислотаҳо низ ба вуҷуд меоянд.

Фаслҳои асосии химияи физикӣ сохтори модда, химиявӣ мебошанд термодинамика ва кинетикаи химиявй. Омӯзиши хосиятҳои моддаҳо дар бахши «Сохтори мол-сард", шумо метавонед дар бораи реактивии эҳтимолии ҳар як тасаввурот пайдо кунед молекулаҳо (протон медиҳанд, молекулаҳои дигарро тавассути пайванди дугона илова мекунанд ва ғ.) ва муодилаи реаксияи химиявии пешниҳодшударо нависед. Таҳлили хосиятҳои термодинамикӣ система имконият медихад, ки самти табдили химиявй муайян карда, таносуб бахо дода шавад nie моддаҳои ибтидоӣ ва маҳсулоти дар натиҷаи ба даст овардани мувозинат. Ҳамин тариқ, аз ҳисоби мувозинати термодинамикӣ чунин бармеояд, ки дар ҳарорати болотар 250 - 300 ° C, крекинги термикии карбогидридҳо бо пайдоиши олефин ва

парафин ва дар поён - алкилизатсияи парафин бо олефин. Илова бар ин, вақте ки ҳарорат тағйир меёбад кимати доимии мувозинат метавонад бо якчанд тартиби калон тагйир ёбад: хангоми таъсир этан ва этилен бо пайдоиши n-бутан дар 300 К, доимии мувозинат, Kp, ба 1.48.109 ва дар 800K 0.11. Тафовути боз ҳам калонтар барои дегидрогенизатсияи циклогексан ба бензол ва гидроген: Kp (300K) = 1.15.10
–17, Кп (800К) = 1.46.10 8 Аммо, таҳлили термодинамикӣ,
бо назардошти холатхои ибтидой ва нихоии система ба ду саволи мухим чавоб намедихад. арзан: тағирот чӣ гуна ба амал меояд ва оё он бо суръати намоён барои як вақт идома хоҳад кард вақти тақсимшуда. Намунаи равшантарин: дар системаи H2, O2 ва H2O, аз ҷиҳати термодинамикӣ ташаккули об мувофиқ аст, аммо омехтаи гидроген ва оксиген метавонад муддати тӯлонӣ вуҷуд дошта бошад
вақти бе таъсири химиявӣ. Ворид кардани платина дар ҳарорати хонагӣ ба оташ задан оварда мерасонад. Мисоли дигар синтези аммиак дар ҳарорати хонагӣ хоҳад буд. ҳарорат. Бо сабабҳои термодинамикӣ ин реаксия имконпазир аст (∆Go < 0). Аммо, равшан аст, ки дар фазаи газ бархӯрди ҳамзамон 4 молекула (N2 + 3H2) аз эҳтимол дур нест. балки, яъне. реаксияи истеҳсоли аммиак аз якчанд марҳила иборат аст. Ва аввалини онҳо дар ∆Go дигаргунии мусбати хеле назаррас дорад, бинобар ин ҳатто дар ҳузури катализаторҳои гетерогенӣ, он дар ҳарорати хонагӣ ба дараҷаи намоён идома намеёбад. ва гайра. Бутен-1-ро гирифтан ва нигоҳ доштан мумкин аст, аммо мувофиқи ҳисобҳои термодинамикӣ дар 300К, он ба
навгониҳо (бо фраксияҳои молӣ): бутен -1 0,01, cis-butene -2 0,06, транс-
бутен - 2 0,21 ва изобутен 0,72. Дар ҳузури оксиди алюминий табдили бутен - 1
мушохида карда мешавад, вале дар аввал дар махсулот термодинамики бештар кам мешавад сафро cis - бутен-2.
Маълум аст, ки суръати ин равандҳо ва эҳтимолияти бартарӣ доранд
ба даст овардани ягон махсулот ба шароити тачрибахо, таъсири гуногун ба система вобаста аст мавзӯъ, аз ҷумла, аз ҳузури катализатор, шуоъ. Дар навбати худ бисьёр махсулот Реаксияҳои шумо қодир ба дигаргуниҳои минбаъда мебошанд. Ва инкишофи назария ва технологияи тачрибахо Ин ба он оварда расонд, ки бештари дигаргуниҳо бо таҳсил сурат мегиранд Ман пайвастагиҳои фосилавии ноустувор мехӯрам. Аз ин рӯ, ба назар гирифтани рафтори система, на танхо холатхои ибтидой ва нихоии он, балки рохи ба охир расидани он хам мухим аст вай. Таъсири мутақобилаи молекулаҳои табиаташон гуногун бо шикастани баъзеҳо ва пайдоиш ба амал меояд дигар алокахои химиявиро бихуранд. Аз бахшхои сохти модда ва термодинамикаи химиявй маълум аст, ки энергияи таъсири байнимолекулярии молекулахои нейтралй зиёд аст кТ, энергияи харакати нисбии молекулахо танхо бо кариб бевоситаи онхо тамос (масофаи байни молекулаҳо тақрибан 1Å аст), зеро хатти потенсиалӣ амал хуш аст. Барои зарраҳои заряднок ин масофа калонтар хоҳад буд.

E (кҶ/мол) энергияи мутақобила дар масофаи 5Å, T(K) ҳарорат аст
ки арзиши якхелаи энергияи кинетикиро дорад Дар масофаҳои калонтар, чунон ки механикаи квантӣ нишон медиҳад, зарраҳои хурд (электрон, протон) туннель карда метавонад. Ҳамин тавр, дар реаксия бо интиқоли электрон мувофиқи механизми гарпун, K + Br2 → K+ + Br –2, ҷаҳиши электрон метавонад дар масофа то 4Å. Аммо ин гуна процессхо дар химия чандон зиёд нестанд. Ба гайр аз ин, дар фазаи газ бархурди хамзамон зиёда аз ду молекула хурд аст шояд. Одатан, табдилёбии молекулаҳои як табиати кимиёвӣ (тарозу, изомер-zation) танҳо бо интиқоли энергия ба молекулаи аслӣ имконпазир аст, ки дар он ба амал меояд нуқтаи таъсир. Маълум аст, ки дар як шароит молекулаҳо гуногунанд суръати ҳаракат (тақсимоти Максвелл-Болтзман). Имконият низ вуҷуд дорад барангехтани њолатњои ларзиш, гардиш ва электронї. Ин хусусиятхо заррачахои бархурда ба суръати таъсири мутакобилаи онхо таъсир мерасонанд. роли муайян мебозад муҳити атроф (ҳалкунанда, бархӯрд бо деворҳо, мавҷудияти радиатсионӣ ва ғайра).
Суръати реаксияи химиявӣ ҳамчун тағирёбии консентратсияи моддаҳои ба ҳам таъсиркунанда дар як воҳиди вақт муайян карда мешавад. Дар рафти реаксия микдори моддахои дар аввал ба даст омада кам мешавад, микдори моддахои хосилшуда зиёд мешавад. Агар гӯем, ки консентратсияи моддаҳои дар реаксия иштироккунанда дар як воҳиди вақт ба миқдори кам тағйир меёбад, суръати реаксия ба таври зерин ифода карда мешавад:
V=- ёки V = (VII.1)
Дар ин ҳолат, С ва С мутаносибан консентратсияи маводи ибтидоӣ ва маҳсулоти реаксия мебошанд.
Реаксияи яктарафаро ба ду намуд таксим кардан мумкин аст: якум, аз руи тартиби реаксия, ки бо муодилаи суръати реаксия аз руи муодилаи реаксияи афзоянда ба даст меояд; дуюм, хусусияти молекулавии реаксия, яъне шумораи заррачахое, ки дар як реаксия иштирок мекунанд. Тартиби реаксия ҷамъи нишондиҳандаҳои муодилаи кинетикии реаксия мебошад. Масалан, реаксия чунин аст:

ки дар он тартиби реаксия V=k аз руи муодилаи кинетикии суръати дурусти реаксия бо чамъ ифода карда мешавад.
Тартиб ва табиати молекулавии реаксия аксар вақт номувофиқанд. Ин андозаҳо метавонанд барои аксуламалҳои оддӣ мувофиқ бошанд. Зеро муодилаи реакция, ки рафти ин ё он процессро тавсиф мекунад, процессхои мобайнии дар амал ба амаломадаро пурра фаро нагирифта, механизми реаксияро норавшан мегузорад.
Агар реаксияи ба амаломада аз як зина иборат бошад, суръати реаксия ба консентратсияи онҳо мувофиқи коэффисиентҳои стехиометрии моддаҳои ба ҳам таъсиркунанда мутаносиб мебуд, яъне барои муодилаи реаксия чунин навиштан мумкин буд:
V=- =kС (VII.2)
ки дар он k доимии суръати реаксия аст (k суръати реаксия хангоми баробар будани консентратсияи реаксияхо). Воҳиди андозагирии он k=с^1-n t^-1.
Дарвоқеъ, дар амал аксари реаксияҳо аз як қатор марҳилаҳое иборатанд, ки суръати онҳо гуногунанд ва суръати реаксияи умумӣ бо суръати сусттарини ин марҳилаҳо чен карда мешавад. Аз ин рӯ, нишондиҳандаҳои (), ки аз коэффисиентҳои стехиометрии моддаҳои ибтидоии муодилаи (VII.2) иборатанд, ба ғайр аз ададҳои бутун метавонанд аз ададҳои касрӣ низ иборат бошанд.
Одатан, барои реаксияҳои оддӣ пайдарпайии реаксия аз ҷамъи коэффисиентҳои стехиометрии реаксияҳо иборат аст, яъне n = .
Вақте ки миқдори як ё якчанд моддаҳо ҳангоми реаксия тағир намеёбанд, одатан истилоҳи "псевдо" ё "тартиби мушоҳидашуда" -и реаксия истифода мешавад. Масалан, реаксияи инверсияи шакарро гирем:
С₁₂Н₂₂О₁₁ + Н₂ О 2С₆Н₁₂О₆
Бо дарназардошти мавҷудияти об ҳамчун ҳалкунанда ғайр аз шакар дар ҳамон реаксия ва он, ки реаксия дар муҳити туршӣ мегузарад, суръати реаксияро ба таври зерин ифода кардан мумкин аст:
V=k С₁₂Н₂₂О₁₁ Н₂ОН₃О⁺
Аз муодила дида мешавад, ки ҳамон реаксияро реаксияи тартиби сеюм номидан мумкин аст. Дар асл, азбаски миқдори об дар омехтаи реаксия ҳамчун ҳалкунанда аз ҳад зиёд аст ва ион гидрокси ҳамчун катализатор миқдори доимӣ дорад, суръати реаксия
V=k  С₁₂Н₂₂О₁₁
аз афташ навиштан кифоя аст. Дар натиҷа мо мебинем, ки реаксияи дар боло зикршуда реаксияи дараҷаи аввал аст. Тартиби реаксия андозаи расмӣ мебошад, ки аз миқдори моддаҳо, фишор, ҳарорат ва механизми мураккаби реаксия дар ҳузури катализаторҳо вобаста аст, ки метавонанд аз 0,5 то 4 арзиш дошта бошанд.
Молекулярнокии реаксия аз шумораи дақиқи атомҳо ё молекулаҳои элементарӣ вобаста аст ва одатан бо ададҳои пурра аз 1 то 3 ифода карда мешавад. Зеро дар як вакт бархурдани чор атом ё молекула амалан номумкин аст.
Барои хубтар фаҳмидани муносибати байни тартиби реаксия ва табиати молекулавии механизми реаксия, биёед реаксияи оксидшавии оҳани дувалентиро бо оксиген дар муҳити кислотаӣ мисол гирем. Муодилаи реаксияро ба таври зерин ифода мекунем:
4Fe⁺² +4H⁺ + O₂ 4Fe³⁺ + 2Н₂О
Аз муодила дида мешавад, ки барои ба амал омадани реаксия 4 иони охан, 4 иони гидроген ва як молекулаи оксиген, яъне 9 зарра бояд дар як вакт бархурд. Аммо дар амал ин имконнопазир аст. Аз тарафи дигар, ҳашт заррачаҳои якхела зарраҳои заряди мусбат мебошанд, ки қувваи бозгардонии ҳамдигарро доранд. Аз ин рӯ, ҳамон реаксияро метавон ҳамчун маҷмӯи реаксияҳое баррасӣ кард, ки аз марҳилаҳои зерин иборатанд:
Fe²⁺ + O₂ Fe³⁺ + O
O + H⁺→ HO
Fe ²⁺ + HO → Fe³⁺ + HO
HO + H⁺ → H₂O₂
Fe²⁺ + H ₂O₂ → Fe³⁺ + OH^- +
Fe²⁺ + → Fe³⁺ + OH^-
H⁺ + OH^- H₂O
Аз муодилаҳои реаксияҳои додашуда дида мешавад, ки дар ҳама гуна таъсири мутақобила зиёда аз ду зарра иштирок намекунад ва ҳеҷ зарраҳои заряди якхела бо ҳамдигар бархӯрда намешаванд. Хулоса, механизми реаксия маҷмӯи марҳилаҳоест, ки реаксияро ташкил медиҳанд.
Хусусияти молекулавии реаксия вобаста ба шумораи заррачаҳои бархӯрди якмолекулярӣ, бимолекулярӣ ё тримолекулярӣ метавонад бошад.

Кинетикаи реаксияҳои ферментативӣ – илм дар бораи суръати реаксияҳои ферментативӣ, вобастагии онҳо ба омилҳои гуногун. Суръати реаксияҳои ферментативӣ аз рӯи миқдори химиявии субстрати пререагировавшего ё маҳсулоти obrazovavshegosya реаксия дар edinitsu vremeni v edinitse obъema pri opredelennyx usloviyax муайян карда мешавад:

,
ки v - суръати реаксияњои ферментативї, - таѓйирёбии консентратсияи субстрат ё мањсулоти реаксия, t - ваќт.
Суръати реаксияњои ферментативї аз табиати фермент вобаста аст, ки фаъолияти эгоро муайян мекунад. Чӣ қадаре ки фаъолнокии фермент баланд бошад, суръати реаксия ҳамон қадар баланд мешавад. Фаъолияти фермент бо суръати реаксия муайян карда мешавад, ки онро фермент катализ мекунад. Мерой активности фермента yavlyaetsya одна стандартная единица активности фермента. Одна стандартная единица активности фермента - это такое количество фермента, kotoroe katalyziruet prevrashchenie 1 мкмол субстрат за 1 дақиқа.
Дар ҷараёни реаксияҳои ферментативӣ фермент (Е) бо субстрат (S) ҳамкорӣ мекунад, дар натиҷа комплекси ферментӣ-субстратӣ, ки баъдан бо ҷудошавии ферментҳо ва реаксияҳо (R) паҳн мешавад:

Суръати реаксияњои ферментативї аз бисёр омилњо вобаста аст: консентратсияи субстрат дар фермент, њарорат, рН-и муњит, мављудияти омилњои гуногуни танзимкунанда, ќобилияти зиёд кардан ё кам кардани фаъолияти ферментњо.
Знат ҷолиб! Ферментҳоро дар тиб барои ташхиси бемориҳои гуногун истифода мебаранд. Ҳангоми инфаркти миокард, оқибатҳои осеби мушакҳои дил дар хун миқдори ферментҳои аспартатрансферазаҳо ва аланинаминотрансферазаҳоро зуд зиёд мекунанд. Vyyavlenie ix aktivnosti pozvolyaet ташхис dannoe zabolevanie.
Таъсири консентратсияи субстрат ва фермент ба суръати реаксияи ферментативӣ
Таъсири консентратсияи субстратро ба суръати реаксияњои ферментативї дида мебароем (расми 1.). Дар консентратсияи пасти субстрат суръат ба консентратсияи эго мутаносиб аст, пас бо афзоиши консентратсияи реаксия суръати афзоиш сусттар ва дар консентратсияи баланди субстрат суръат амалан нест. ба консентратсияи максималии ego вобаста аст. Дар чунин консентратсияи субстрат ҳамаи молекулаҳои фермент дар таркиби комплекси ферментӣ-субстратӣ иштирок намуда, пурра сер шудани марказҳои фаъоли ферментро ба даст меоранд, аз ин рӯ суръати реаксия дар ин случа амалан. аз консентратсияи субстрат вобаста нест.

Расми. 1. Вобастагии суръати реаксияњои ферментативї аз консентратсияи субстрат

Вобастагии графикии фаъолияти фермент аз консентратсияи субстрат бо сатҳи Михаэлиза тавсиф карда мешавад - Ментен, ки номи худро дар синаи vydayushchixsya uchenyx L.Mixaelisa ва M.Menten гирифтааст, дар омӯзиши кинетикӣ саҳми калон гузоштааст. реаксияҳои ферментативӣ

дар он v - суръати реаксияи ферментативї; [S] консентратсияи субстрат; KM доимии Михаэлис аст.

Биёед маънои физикии доимии Майклисро дида бароем. Ба шарте, ки v = ½ Vmax, мо KM = [S] мегирем. Ҳамин тариқ, доимии Михаэлис ба консентратсияи субстрат баробар аст, ки дар он суръати реаксия нисфи максималӣ аст.

Суръати реаксияи ферментативї низ ба консентратсияи фермент вобаста аст (расми 2). Ин муносибат хаттӣ аст.

Расми 2, Вобастагии суръати реаксияи ферментативї аз консентратсияи фермент
РЕАКЦИЯҲОИ МУРБЕКСӢ реаксияҳои кимиёвӣ мебошанд, ки баъзе марҳилаҳои онҳо табиати гуногуни химиявӣ доранд. Ҳама марҳилаҳо аз ҷиҳати кимиёвӣ монанданд ё танҳо аз рӯи самти b-n фарқ мекунанд, аммо реаксияҳои оддӣ (элементарӣ) мебошанд. Дар ин њолат дар як ваќт танњо як реаксия ба амал меояд ва дар реаксияњои мураккаб чанд реаксияи ѓайрисузиш ё пай дар пай ба амал меояд. Реаксияи оддӣ, ки ҷузъи реаксияи мураккаб аст, яке аз марҳилаҳои он хоҳад буд. Бозгашт ба реаксияҳои мураккаб, параллелӣ, силсилавӣ, занҷирӣ, каталитикӣ ва ғ. к. реаксияҳо. Реаксияҳо реаксияҳое мебошанд, ки дар як вақт дар як шароит ба самти муқобил мераванд. Дар ин ҳолат як қисми моддаҳои барои реаксия гирифташуда ба реаксия дохил мешаванд ва баъзеи онҳо не. Мувозинат ваќте муќаррар карда мешавад, ки суръати равандњои оддие, ки дар самтњои муќобил њаракат мекунанд, ба њам баробар бошанд. Консентратсияи моддањои дар реаксия иштироккунанда вобаста ба њолати мувозинат пайваста таѓйир меёбанд (консентратсияи моддањои дар аввал гирифташуда кам шуда, консентратсияи мањсулоти хосилшуда зиёд мешавад) ва мувозинат баъди халли он бетаѓйир мемонад. Консентратсия дар мувозинат консентратсияи мувозинат номида мешавад. Константаи мувозинат тавсиф мекунад, ки чӣ қадар миқдори моддаи аслӣ ба моддаи нав (суръати реаксия) табдил меёбад СО2 + Н2 ^± СО + Н. Реаксияи O мисол аст. Аломати <= *, ки ба ҷои аломати баробарӣ навишта шудааст, нишон медиҳад, ки реаксия ба ду самт меравад.
Дар реаксияҳои параллелӣ (паҳлу ба паҳлӯ) дар як вақт ду (ё зиёда) моддаҳои гуногун бевосита аз маводи ибтидоӣ ба вуҷуд меоянд.
Суръати умумии реаксия ба ҷамъи ду суръати реаксияи муқаррарӣ баробар аст.
Реаксияи пайдарпай бо пайдоиши як қатор мобайнҳо сурат мегирад. Мобайнҳоро бо усулҳои анъанавӣ, ки барои мушоҳидаи ҷараёни реаксия истифода мешаванд, муайян кардан мумкин нест, аммо консентратсияи онҳоро ба таври спектроскопӣ Суръати ҳар як реаксия аз табиати реаксияҳо, консентратсия, фишор,
харорат, рушной, мавчуд будан ё набудани катализаторхо ва бисьёр дигар шароитхо. Ҳарорат ба суръати реак-цияи тагйирот таъсири калон мерасонад. Ҳангоми тағирёбии ҳарорат, суръати реаксия доимӣ тағйир меёбад. Вант-Гоф ба таври таҷрибавӣ коидаи зеринро чоп кардааст: Суръати реаксияи якхела ҳангоми ба 10 0 боло рафтани ҳарорат 2-4 маротиба аст. меафзояд. Масалан, агар константаи суръати реаксия дар 0° 1 бошад, дар 10° 2, дар 20* 4, дар 30° 8, Он дар 40 ° 16, 32 дар 50 °, 64 дар 60 ° ва 128 дар 70 ° аст. Ҳамин тариқ, суръати реаксия бо прогрессияи геометрӣ меафзояд. Таносуби константаи суръати реаксия дар t+10° ба собит дар t коэффисиенти ҳарорати суръати реаксия номида мешавад.
ва онро В. муайян кардан мумкин аст ва б. бо усулхои физикй муайян кардан мумкин аст.

Мувофиқи коидаи Вант-Гофф, суръати реаксияҳои якхела (яъне дар газҳо ё маҳлулҳо) коэффициенти харорат 2—4 аст. Коэффисиентҳои ҳарорати аксари реаксияҳо аз ҳамдигар каме фарқ мекунанд. Баъзан он метавонад як фарқияти калон кунад. Масалан, коэффисиенти њарорати гидролизи металли ацетат V10 = 4,13 аст. Коэффисиенти њарорати реаксияњо дар равандњои ферментативї баъзан ба 7,14 мерасад. Баъзан ҳарорати реаксия коэффициент бо харорат тагьир меёбад. Пас, кадом коэффисиенти ҳарорат дар атрофи кадом ҳарорат аст бояд чен карда шавад. Константа суръати реаксияи химиявӣ бо ҳарорат тағйир меёбад. Аррениус 1889 нишон медиҳад, ки муносибати байни доимии суръат ва ҳарорат бо формулаи таҷрибавии зерин ифода карда мешавад:

Дар ин ҷо К доимии реаксия, С ва В константаҳои дар таҷриба пайдошуда мебошанд. Барои он ки ин муодилаи тачрибавй аммо, ҳама вақт ба натиҷаҳои таҷрибавӣ рост меояд. Тибқи қонуни таъсири масса, суръати реаксияи химиявӣ консентратсияи реаксияҳо мебошад ба махсулот мутаносиб аст. Ҳангоми ба даст овардани ин қонун молекулаҳои моддаҳои А ва В ҳар дафъа бо ҳамдигар амал мекунанд тахмин мекунад, ки реаксияи химиявӣ ҳангоми бархӯрд ба амал меояд. Аммо суръати реаксияхои химиявй мушохида карда мешавад барои шарх додани нуктахо чунин тахмини оддй кифоя нест. Аввалан, реаксияи химиявӣ байни молекулаҳо аст -7- назар ба суръати бархӯрд хеле сусттар аст. Ҳамин тавр, байни молекулаҳо Дар натиҷаи ягон бархӯрд ягон реаксияи химиявӣ ба амал намеояд. Дар байни молекулаҳо шумораи бархӯрдҳо аз шумораи молекулаҳои реаксиякунанда хеле зиёд аст. Масалан, дар ҷудокунии HJ 2.1017 танҳо яке аз бархӯрдҳо реаксияи химиявиро ба вуҷуд меорад. Дуюм, мувофиқи назарияи молекулавӣ-кинетикӣ, шумораи бархӯрдҳои байни молекулаҳо ба решаи квадратии ҳарорати мутлақ мутаносиб аст. Бинобар ин Ҳангоми ба 10 ° боло рафтани ҳарорат суръати реаксия бояд тақрибан 2% афзоиш ёбад. Аммо суръати реаксия бо афзоиши ҳарорат хеле зуд меафзояд, вақте ки ҳарорат то 10* боло меравад, суръат 100 - 200% -ро ташкил медиҳад. меафзояд. Сеюм, баъзе моддаҳо дар байни онҳо ҳастанд, ҳатто агар онҳо барои муддати дароз дар ҳарорати хона омехта карда шаванд ягон реакцияи химиявй ба амал намеояд. Аммо вақте ки омехта гарм карда мешавад, реаксия хеле тезтар мегузарад. Масалан, гидроген дар об ва ташаккули оксиген 2H2 + O2 = 2H2O Намунаи реаксияи зуд ҳангоми гармкунӣ. Аммо реаксияи NO2 барои ба вуҷуд овардани NO ва O2 2NO + O2 аст = 2NO2, баръакс, дар ҳарорати паст тез меравад. Шумораи бархӯрдҳои байни молекулаҳо дар ин ду реаксия як аст - бо вучуди ба хам наздик будани онхо тааччубовар аст, ки онхо бо суръати гуногун ба амал меоянд. Чорум, агар ягон бархӯрди байни молекулаҳо ба реаксияи химиявӣ оварда расонад, хамаи реакцияхо бояд бо суръати барк сурат мегирифтанд. Катализ дар байни молекулаҳо низ ба амал меояд онро бо он шард додан мумкин нест, ки вай тандо аз дисоби зиёд шудани микдори задухурддо ба амал меояд. Хамаи инро ба назар гирифта, ба гайр аз конуни амали омма, ба ном назарияи фаъолшавй муаррифӣ карда шуд. Мувофиқи он: Реаксияи химиявӣ дар натиҷаи бархӯрди байни ҳама молекулаҳо ба амал меояд ба амал намеояд, реаксия танхо дар натичаи бархурди байни молекулахои фаъол бо энергияи зиёдатй ба амал меояд меояд. Ин назарияро К.В.Аликсеев, Аррениус ва дигар олимон таҳия кардаанд. Ин аст, ки молекула ба реаксияи химиявӣ дохил шавад Дар натиҷаи бархӯрд ё таъсири дигар молекула бояд энергияи зиёдатӣ дошта бошад. Молекулаҳои фаъол фаъоланд
Микдори энергияе, ки барои табдил додани молекула зарур аст, энергияи фаъолшави номида мешавад Одатан энергияи фаъолшави 1 гм аст. барои модда ҳисоб карда мешавад ва бо ҳазорҳо калорияҳои хурд чен карда мешавад. Суръати реаксияи химиявӣ аз таносуби байни молекулаҳои фаъол ва ғайрифаъол вобаста аст. Дар ин таносуб, Максвелл - Мувофики конуни Болсман он бо муодилаи зерин ифода карда мешавад.

N1 шумораи молекулаҳои фаъол аст.
N0 шумораи ҳама молекулаҳо мебошад.
E - энергияи фаъолсозӣ.
T ҳарорати мутлақ аст
R - доимии газ (1,987 кал / грод)
е - 2.7182
Соли 1889 Сванте Аррениус муодилаи Аррениусро тартиб дод, ки дар он суръати реаксия аз ҳарорат вобаста аст. Паҳншавии муодилаи Arrnius ин аст, ки барои бисёре аз реаксияҳои кимиёвӣ суръати реаксия 10 дараҷа гарм ё ду маротиба баландтар аз ҳар як болоравии Келвин аст. Гарчанде ки ин "қоидаи асосӣ" на ҳамеша равшан аст, ин як роҳи хубест барои санҷидани он, ки бо истифодаи муодилаи Аррениус ҳисоб кардан оқилона аст ва онро дар хотир нигоҳ доред.
Формулаҳо барои муодилаи Аррниус Ду шакли умумии муодилаи Аррениус вуҷуд дорад. Кадоме аз он вобаста аст, ки оё шумо энергияи молекулавӣ доред (ба монанди дар химия) ё энергияи фаъолсозии энергия аз нуқтаи назари молекула (дар физика маъмул аст). Муодила воқеан якхела аст, аммо воҳидҳо гуногунанд.
Муодилаи Аррниус, ки дар химия истифода мешавад, аксар вақт бо формулаи зерин ифода карда мешавад:
k = Ae -E a / (RT)
дар куҷо:
таносуби k доимӣ A омили экспоненсиалӣ мебошад, ки барои реаксияи химиявӣ вобаста ба басомади бархӯрди зарраҳо доимӣ аст Ea энергияи фаъолкунандаи реаксия аст (одатан бо мол ё J / мол дар Ҷоул дода мешавад) R универсалии газ устувор
T - ҳарорати мутлақ (Келвин)
Шакли маъмултарини муодила дар физика чунин аст:
k = Ae -E a / (K B T)
Дар куҷо:
к, А ва Т мисли пештара мебошандEu энергияи фаъолсозии реаксияи химиявӣ дар Ҷоул аст к Б Больцман доимй аст
Воҳидҳо дар ҳарду шакли муодила бо устувории суръат якхелаанд. Воҳид вобаста ба тартиби реаксия фарқ мекунад. Дар реаксияи дараҷаи якум воҳидҳо дар як сония (с -1) мавҷуданд, бинобар ин онро омили басомад низ меноманд. Коэффисиенти доимии R шумораи бархӯрдҳои байни заррачаҳои реаксияшаванда дар сонияҳо ва A шумораи бархӯрдҳо дар як сония аст, ки дар самти дурусти реаксия қарор доранд (барои ба вуҷуд омадани реаксия ё не.
Барои аксари ҳисобҳо, тағирёбии ҳарорат ба қадри кофӣ хурд аст, ки энергияи фаъолсозӣ аз ҳарорат вобаста нест. Ба ибораи дигар, одатан барои муқоисаи таъсири ҳарорат ба суръати реаксия донистани энергияи фаъолсозӣ шарт нест. Ин математикаро хеле осон мекунад. Аз санҷиши муодила муайян кардан лозим аст, ки суръати реаксияи химиявӣ метавонад тавассути баланд бардоштани ҳарорати реаксия ё кам кардани энергияи фаъолшавии он афзоиш ёбад. Барои ҳамин катализаторҳо реаксияҳоро суръат мебахшанд!
Мисол: Ҳисоб кардани коэффисиенти реаксия бо муодилаи Аррениус
Коэффисиенти суръатро то 273 К барои таҷзияи оксиди нитроген, ки реаксияи зерин дорад, ёбед:
2NO 2 (г) → 2NO (г) + O 2 (г)
Муайян карда шудааст, ки энергияи фаъолшавии реаксия 111 кҶ/моль, коэффисиенти суръат 1,0 х 10 -10 с -1 ва арзиши R 8,314 х 10-3 кҶ моль- 1 К -1 мебошад.
Барои ҳалли масъалае, ки шумо бояд A ва E ҳисоб кунед, ҳароратро тағир надиҳед. (Шумо метавонед ҳангоми таҳлили хатогиҳо сухани хурде дошта бошед, агар аз шумо хоҳиш карда шавад, ки сарчашмаҳои хатогиро муайян кунед). Бо ин пиндоштҳо, шумо метавонед арзиши A 300 Кро ҳисоб кунед. Агар шумо A дошта бошед, шумо метавонед онро ба ҳарорати 273 К баробар кунед.
Бо гузоштани ҳисобкунии ибтидоӣ оғоз кунед:
к = Ae -E a / RT

1,0 x 10 -10 с -1 = Ае (-111 кҶ/мол) / (8,314 x 10-3 кҶ мол -1 К -1) (300К)

Бо истифода аз ҳисобкунаки илмӣ, A-ро иҷро кунед ва сипас арзиши нави ҳароратро ворид кунед. Барои санҷидани кори худ, дар хотир доред, ки ҳарорат то 20 дараҷа паст шудааст, бинобар ин, реаксия бояд танҳо чоряк (тақрибан нисфи барои ҳар 10 дараҷа) кам карда шавад.
Аз хатогиҳо дар ҳисобкунак канорагирӣ кунед
Хатогиҳои маъмултарин ҳангоми ҳисоб кардан ин истифодаи воҳидҳои гуногун, ки аз ҳамдигар фарқ мекунанд ва фаромӯш кардани табдил додани ҳарорати Цельсий (ё Фаренгейт) ба Келвин мебошанд. Инчунин фикри хуб аст, ки рақамҳоро ҳангоми гузориши посухҳо назаррас нигоҳ доред. Реаксияи Аррениус ва нақшаи Аррениум Гирифтани логарифми натуралии муодилаи Аррниус ва аз нав сохтани истилоҳот муодилаи шакли якхеларо бо муодилаи хати рост (y = mx + b) ташкил медиҳад:
Ln (k) = -E a / R (1 / T) + ln (a)
Дар ин холат харорати мутлаки «х»-и муодилаи хат (1 / Т).
Ҳамин тариқ, вақте ки маълумот аз рӯи суръати реаксияи химиявӣ гирифта мешавад, диаграммаи ln (k) нисбат ба 1 / T хати ростро ташкил медиҳад. Градиент ё кунҷи хат ва буриши он метавонад барои муайян кардани омили экспоненсиалии А ва энергияи фаъолсозӣ E истифода шавад. Ин як таҷрибаи маъмул дар омӯзиши кинетикаи химиявӣ аст.