Чем объясняется высокая каталитическая активность ферментов
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Высокая каталитическая активность
Высокая каталитическая активность была обнаружена у Ge в реакции разложения газообразного гидразина. Эта реакция принадлежит к числу малоизученных. [3]
Высокая каталитическая активность и специфичность ферментов объясняются слитным механизмом каталитического процесса и сложным строением молекул ферментов с наличием ряда адсорбционных центров, обеспечивающих оптимальную ориентацию молекул реагентов по отношению к каталитически активным группам фермента. Молекулы реагентов образуют с активными центрами фермента цепочки перераспределения связей с одновременным сопряжением нескольких этапов химического превращения и значительной компенсацией энергии разрыва старых связей. Следует заметить, что теория ферментативных реакций еще только создается, а в механизме действия ферментов много неясного. [5]
Высокая каталитическая активность алюмосиликатов связана с химическим взаимодействием образующих их окислов, лриводящим к изменению свойств. [8]
Высокая каталитическая активность переходных металлов и их соединений объясняется тем, что атомы переходных металлов могут существовать в различных степенях окисления, изменение которых не требует больших энергетических затрат. В результате этого перенос электрона от реагента к катализатору и наоборот осуществляется легче, чем в некаталитическом процессе. [11]
Высокая каталитическая активность большинства промышленных катализаторов обусловлена большой величиной внутренней поверхности, достигающей сотен квадратных метров на грамм катализатора. Подобрав оптимальную внутреннюю структуру, можно изготовить активные катализаторы из материалов, обладающих умеренной активностью, отнесенной к единице поверхности. Однако одно увеличение внутренней поверхности катализатора не всегда приводит к росту его активности, а иногда может сопровождаться даже снижением выхода полезного продукта. Каждому контактному процессу отвечает определенная оптимальная внутренняя структура, зависящая от условий проведения процесса и скорости реакции. [12]
Высокую каталитическую активность обнаруживает доломитовый известняк, что можно объяснить содержанием в нем солей трехвалентного железа. [14]
Высокую каталитическую активность имеют скелетные платина, палладий и родий. [15]
Чем объясняется высокая каталитическая активность ферментов
Ферменты повышают скорости катализируемых ими реакций в 
раз. Например, уреаза ускоряет гидролиз мочевины в 
раз при pH 8 и 20°С. Как же удается ферментам проявлять такую необычайно высокую каталитическую активность в столь мягких условиях?
Существуют четыре основных фактора (табл. 9-7), определяющих способность ферментов ускорять химические реакции.
Сближение и ориентация.
Таблица 9-7. Факторы, влияющие на каталитическую эффективность ферментов
Фермент способен связывать молекулу субстрата таким образом, что атакуемая ферментом связь оказывается не только расположенной в непосредственной близости от каталитической группы, но и правильно ориентированной по отношению к ней. В результате вероятность того, что комплекс ES достигнет переходного состояния, сильно увеличивается (рис. 9-13).
Напряжение и деформация: индуцированное соответствие. Присоединение субстрата может вызывать конформационные изменения в молекуле фермента, которые приводят к напряжению структуры активного центра, а также несколько деформируют связанный субстрат, облегчая тем самым достижение комплексом ES переходного состояния.
Рис. 9-13. Схематическое изображение процессов сближения и ориентации при взаимодействии молекулы субстрата S с каталитической группой в активном центре фермента Е.
Рис. 9-14. Индуцированное соответствие между активным центром фермента и напряженной формой молекулы субстрата.
При этом возникает так называемое индуцированное соответствие фермента субстрату (рис. 9-14). Таким образом, небольшие изменения третичной или четвертичной структуры относительно крупной молекулы фермента могут играть роль механического рычага для молекулы субстрата. Возможно, что именно по этой причине ферменты представляют собой белки и, следовательно, по своим размерам значительно превосходят молекулы большинства субстратов.
Общий кислотно-основный катализ. В активном центре фермента могут находиться группы специфических аминокислотных остатков, которые являются хорошими донорами или акцепторами протонов (рис. 9-15). Такие кислотные или основные группы общего типа представляют собой мощные катализаторы многих органических реакций, протекающих в водных системах.
Рис. 9-16. Одиа из моделей ковалентного катализа. В некоторых ферментативных реакциях фермент замещает функциональную группу R в субстрате RX, в результате чего образуется ковалентный комплекс EX. Он нестабилен и гидролизуется значительно быстрее, чем RX. К ферментам, осуществляющим ковалентный катализ, относится химотрипсин (дополнение 9-4, Б).
Ковалентный катализ. Некоторые ферменты реагируют со своими субстратами, образуя очень нестабильные, ковалентно связанные фермент-субстратные комплексы, из которых в ходе последующей реакции образуются продукты реакции, причем значительно быстрее, чем в случае некатализируемых реакций (рис. 9-16).
Перечисленные выше четыре фактора, по-видимому, вносят различный вклад в ускорение химических реакций ферментами разных типов, однако ни для одного фермента пока не известно точного механизма, обеспечивающего ускорение той или иной специфической для него реакции.
Каталитическая активность ферментов в живых тканях
Онлайн-конференция
«Современная профориентация педагогов
и родителей, перспективы рынка труда
и особенности личности подростка»
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
Каталитическая активность ферментов в живых тканях.
Цель: Познакомиться с ферментативным характером реакций обмена веществ, доказать, что ферментативная активность – свойство, присущее только живой клетке.
Оборудование: луковицы лука репчатого, клубни картофеля, кусочки мяса, 3%-ый пероксид водорода, ступки фарфоровые с пестиком, пробирки, спиртовки, набор препаровальных инструментов.
Растереть в ступке 5г лука, добавить 50мл воды и разлить отжатый сок в две пробирки;
мелко порезать 2г картофеля, растереть в ступке, добавить 50мл воды, разлить отжатый сок в две пробирки;
одну пробирку с вытяжкой прокипятить, добавить в обе пробирки (контрольную и опытную) по 2мл 3%-ого раствора пероксида водорода;
прилейте по 2мл Н2О2 (пероксида водорода) в пробирки с кусочком почки млекопитающего, с сырым картофелем, с кусочком вареного картофеля;
запишите наблюдаемые вами явления при действии пероксида водорода на живые клетки растительной и животной ткани и на мертвые клетки (в пробирке с вареным картофелем);
объясните причины выделения пузырьков газа, посинения раствора, отсутствие реакций в пробирках с прокипяченной вытяжкой;
обобщите результаты работы, описав характерные свойства ферментов, особенности их действия.
Пероксид водорода – высокотоксичное для клетки соединение. Функцию его нейтрализации выполняет фермент каталаза, разлагающий пероксид водорода на воду и кислород. Доказательством выделения кислорода является посинение раствора вследствие окисления бензидина.
Обсуждение итогов выполнения лабораторной работы
Итоги лабораторной работы.
Какие выводы можно сделать в результате исследований лабораторных опытов:
В каких пробирках не наблюдалось расщепление пероксида водорода и почему?
Ответ: В опыте в пробирке с кусочком вареного картофеля и прокипяченными вытяжками (соков картофеля и лука) не наблюдалось расщепления пероксида водорода, так как при варке и кипячении вытяжки произошла денатурация белка-фермента каталазы, нарушилась третичная и, очевидно, вторичная структура молекулы и это, естественно привело к разрушению активного центра фермента.
В каких пробирках происходило бурное выделение кислорода?
Ответ: Бурное выделение кислорода при расщеплении пероксида водорода в пробирках с вытяжкой контрольной с соком лука и картофеля, а также кусочками сырого картофеля и почки млекопитающего свидетельствуют о том, что во всех клетках растительных и животных организмов есть фермент каталаза.
Какой можно сделать вывод.
Вывод: что выделение кислорода при действии пероксида водорода свидетельствует о проявлении каталитической функции белка-фермента – каталазы, который при 0оС разлагает в 1 сек до 40000 молекул пероксида водорода.
Каталитическая активность ферментов в живых тканях
Онлайн-конференция
«Современная профориентация педагогов
и родителей, перспективы рынка труда
и особенности личности подростка»
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
Описание презентации по отдельным слайдам:
Описание слайда:
Учитель: Томарович Л.А.
Каталитическая активность
ферментов в живых тканях
Описание слайда:
Цель и задачи работы:
.
Цель. Комплексное изучение биохимической природы ферментов, ферментативная активность белков.
Задачи.
Развить знания учащихся о свойствах и значении ферментов;
раскрыть сущность механизма действия ферментов;
реализовать межпредметные связи;
развить познавательный интерес путем выполнения
лабораторного опыта.
Описание слайда:
Постановка целей и задач.
Работа с литературой по данной теме.
Прогнозирование результатов.
Выполнение опытов.
Объяснение результатов опытов.
Изменение условий проведения опытов.
Выводы.
Описание слайда:
Описание слайда:
Оборудование:
Пробирки – 12 штук:
Ткани животных и растений;
Пестик и ступка;
Речной песок;
Перекись водорода 3%
Описание слайда:
Роль ферментов в живых тканях:
Учение о ферментах – один из наиболее важных разделов биологической химии.
Ферменты – это специфические белки, входящие в состав всех клеток и тканей живых организмов.
Катализаторы дают возможность протеканию различных химических реакций в тканях и клетках живых организмов при обычной температуре и без участия каких-либо сильнодействующих химических реагентов.
Описание слайда:
Каталаза:
(от греч. Katalуo — разрушаю), фермент из группы гидропероксидаз, катализирующий окислительно-восстановительную реакцию, в ходе которой из 2 молекул перекиси водорода образуются вода и кислород:
Описание слайда:
Благодаря наличию в клетках и тканях живых организмов ферментов – биологических катализаторов – возможны реакции разложения пероксида водорода до воды и кислорода.
Увеличение площади соприкосновения реагирующих веществ путём измельчения образцов увеличит скорость химической реакции.
Описание слайда:
1. Приготовьте шесть пробирок и поместите в каждую из них по небольшому кусочку образцов тканей.
2. Добавьте в каждую пробирку немного перекиси водорода.
3. Пронаблюдайте за происходящими в пробирках изменениями.
Описание слайда:
Описание слайда:
Объяснение результатов опытов:
В тканях и клетках живых организмов присутствуют специальные белки, выполняющие роль биологических катализаторов – ферментов.
В тканях и клетках, подвергнутых термической обработке, белки денатурировали, разрушилась их структура.
Описание слайда:
Изменение условий опытов:
Провели опыты, идентичные предыдущим, но предварительно измельчили образцы тканей при помощи пестика, ступки и речного песка, увеличив площадь соприкосновения реагирующих веществ.
Результат тот же, но увеличилась скорость химической реакции.
Описание слайда:
Биологические катализаторы – ферменты – дают возможным протекание химических реакций при нормальных условиях: комнатной температуре и без использования каких-либо сильнодействующих химических веществ.
Увеличение площади соприкосновения реагентов увеличивает скорость химической реакции.
Описание слайда:
Описание слайда:
Литература:
1. Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия: Учебник.- М.: Медицина, 1990.- с.115
3. Ленинджер А. Биохимия. Молекулярные основы структуры и функций клетки // М.: Мир, 1974, 956 с
4. Кочетов Г.А. Практическое руководство по энзимологии.- М., 1989
5. Диксон М., Уэбб Э. Ферменты: пер.англ.- М.: Мир, 1982.- т.1.- с. 36-43, 99, 199-202, 204, 235-239.
Описание слайда:
Спасибо за внимание
Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.
Курс повышения квалификации
Охрана труда
Курс профессиональной переподготовки
Библиотечно-библиографические и информационные знания в педагогическом процессе
Курс профессиональной переподготовки
Охрана труда
Ищем педагогов в команду «Инфоурок»
Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:
также Вы можете выбрать тип материала:
Общая информация
Похожие материалы
Сценарий новогоднего праздника «В гости к нам бычок идёт!»
Сценарий внеклассного мероприятия «По страницам Конституции»
Урок по математике «Геометрические фигуры. Признаки и характеристики предметов»
Сценарий открытого мероприятия, посвящённого 75-летию Победы в Великой Отечественной войне: «Памяти павших будьте достойны!»
Возможности и риски педагогической диагностики
Презентация на тему : «Этологическая теория»
Мастер-класс для воспитателей «Нетрадиционные техники лепки»
Презентация на тему: Электрический ток. Анализ опасности поражения током
Не нашли то что искали?
Воспользуйтесь поиском по нашей базе из
5376532 материала.
Вам будут интересны эти курсы:
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.
В Оренбурге школьников переведут на дистанционное обучение с 9 декабря
Время чтения: 1 минута
Учителям предлагают 1,5 миллиона рублей за переезд в Златоуст
Время чтения: 1 минута
ВПР для школьников в 2022 году пройдут весной
Время чтения: 1 минута
В России планируют создавать пространства для подростков
Время чтения: 2 минуты
Путин поручил не считать выплаты за классное руководство в средней зарплате
Время чтения: 1 минута
До конца 2024 года в РФ построят около 1 300 школ
Время чтения: 1 минута
Подарочные сертификаты
Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.
Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.
«Секреты активности ферментов»
Онлайн-конференция
«Современная профориентация педагогов
и родителей, перспективы рынка труда
и особенности личности подростка»
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
Описание презентации по отдельным слайдам:
Описание слайда:
«Секреты активности ферментов»
Исполнитель:
Шуйская Дарья
ученица 10-1 класса
Научный руководитель:
к.б.н. Лисицына А.А.
Описание слайда:
Цель:
Изучить отличия ферментов от неорганических катализаторов и условия, влияющие на активность ферментов.
Задачи:
Изучить реакцию ферментативного гидролиза крахмала.
Сравнить эффективность гидролиза крахмала под действием неорганического катализатора и при действии фермента амилазы слюны.
Определить субстратную специфичность слюной амилазы.
Исследовать диапазон действия pH для амилазы.
Изучить температурный диапазон слюной амилазы.
Изучить влияние ингибиторов и активаторов на активность амилазы.
Описание слайда:
Использование ферментов
— для количественного определения и получения различных веществ;
— для модификации молекул нуклеиновых кислот методами генной инженерии;
— для диагностики и лечения ряда заболеваний;
— используют в ряде технологических процессов в промышленностях (лёгкой; пищевой; фармацевтической);
— для решения экологических проблем, биотехнологии, микробиологии.
Описание слайда:
H2O H2O H2O
aхродекстрины → мальтодекстрины → мальтоза → глюкоза.
(С6Н10О5)n (С6Н10О5)m x/2 C12H22O11 x C6H12O6
Описание слайда:
Качественная реакция на крахмал –проба с йодом
Описание слайда:
Качественная реакция на
восстанавливающие сахара – реакция Фелинга.
Описание слайда:
Сравнительное действие неорганических катализаторов и ферментов.
Вывод: Фермент расщепляет субстрат (крахмал) лучше,
чем неорганические соединения.
Эффективность ферментативного катализа гораздо выше,
чем неорганического.
Описание слайда:
Определение специфичности амилазы.
Вывод:
Амилаза обладает избирательностью к субстрату,
т.е. специфичностью.
Описание слайда:
Влияние pH на активность амилазы слюны.
Описание слайда:
Описание слайда:
Влияние температуры на активность амилазы.
Вывод: Ферменты чувствительны
к температуре и проявляют свою наивысшую активность при оптимальном ее значении.
Для амилазы слюны температурный оптимум 40 ºС.
Описание слайда:
Описание слайда:
Влияние различных ионов на активность амилазы.
Описание слайда:
NaCl – активатор для амилазы слюны. Теперь становится понятным, почему добавление соли в пищу – кулинарный прием, который не только улучшает вкусовые качества пищи, но и способствует перевариванию сложных углеводов в ротовой полости.
Сульфат меди – ингибитор для амилазы слюны. Ионы меди образуют ковалентные связи с аминокислотными радикалами ( цистеин), вызывая необратимую денатурацию фермента.
Описание слайда:
Выводы
Ферменты обладают более высокой эффективностью каталитического действия, чем неорганические катализаторы.
Для ферментов характерна высокая избирательность к субстрату (специфичность). Амилаза слюны легко расщепляет крахмал, но не гидролизует сахарозу.
Ферменты чувствительны к температуре. Температурный оптимум для амилазы 38-40 °С.
Ферменты очень чувствительны к изменению диапазона рН.
Для амилазы слюны оптимум рН = 6,8.
На активность ферментов влияют ингибиторы и активаторы. Для амилазы слюны активатором является хлорид натрия, а ингибитором сульфат меди.
Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.
Курс повышения квалификации
Охрана труда
Курс профессиональной переподготовки
Библиотечно-библиографические и информационные знания в педагогическом процессе
Курс профессиональной переподготовки
Охрана труда
Ищем педагогов в команду «Инфоурок»
Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:
также Вы можете выбрать тип материала:
Общая информация
Похожие материалы
«мы», «не», «бы», «б» «если», «погибали», «погибли»
Празднование Дня Св.Валентина в Украине и зарубежом.
Студенты
Проектная деятельность в 2011-2012 году.
Зал ожидания Clubhouse в аэропорту JFK, г. Нью-Йорк Расположение: в зоне A между выходами А4 и А5.
Всемирный день памяти жертв ДТП
Автоматизированная библиотечная система и электронный архив открытого доступа Разделение задач, функций и технологических реше
Не нашли то что искали?
Воспользуйтесь поиском по нашей базе из
5376532 материала.
Вам будут интересны эти курсы:
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.
Учителям истории предлагают предоставить право бесплатно посещать музеи
Время чтения: 2 минуты
В МГПУ сформулировали новые принципы повышения квалификации
Время чтения: 4 минуты
Исследования вакцины для детей младше 12 лет начнутся с 2022 года
Время чтения: 1 минута
Путин поручил не считать выплаты за классное руководство в средней зарплате
Время чтения: 1 минута
ВПР для школьников в 2022 году пройдут весной
Время чтения: 1 минута
Учителям предлагают 1,5 миллиона рублей за переезд в Златоуст
Время чтения: 1 минута
Подарочные сертификаты
Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.
Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.