Введение.
Основой любого жизненного процесса является набор многочисленных
химических превращений. Живые клетки способны осуществлять все необходи-
мые для их жизнедеятельности процессы при достаточно невысокой температу-
ре и за короткий промежуток времени. Чем можно это объяснить? Долгое время
при попытках рассматривать процессы жизнедеятельности вне живого организ-
ма ученые сталкивались с одной проблемой: все превращения вне организма
протекали несопоставимо ( в миллионы и миллиарды раз ) медленнее. Исследо-
ватели долго искали причину, и лишь приблизительно 100 лет назад удалось раз-
гадать эту загадку природы. Дело в том, что все организмы без исключения рас-
полагают мощными биологическими катализаторами - ферментами. Благодаря
участию ферментов, в организме происходит обмен веществ. Жизнь без фермен-
тов невозможна.Ферменты играют огромную роль в пищеварении человека. Во-
да, минеальные соли и витамины, попадая в организм человека вместе с пищей,
усваиваются организмом в неизменном виде, а вот белки, жиры и углеводы, ис-
пользуемые организмом ядля строения и обеспечени жизнедеятельности, не мо-
гут быть усвоены организмом в таком виде. Расщепляющие действие пищевари-
тельных соков, оказывающее воздействие на белки, жиры и углеводы, объясня-
ется содержанием в них ферментов (пепсина, трипсина, липазы). Но ферменты
принимают участие не только в пищеварении. Большинство жизненно важных
процессов,таких, как поглощение питательных веществ клетками, все процессы
синтеза и распада, использование кислорода в реакциях, образование углекисло-
го газа и др.Химические реакции происходят также под влиянием действия фер-
ментов.Исключительные свойства биологических катализаторов ферментов при-
влекали продолжают привлекать умы выдающихся исследователей. В настоящее
время наиболее важно использование ферментов в медицине. В этом направле-
нии существуют и наиболее развиты два аспекта:
1.Если человек страдает от недостатка какого-либо фермента, наука и ме-
дицина сейчас в состоянии ему помочь введением недостающего фермента .
2.Актуально использование ферментов дл быстрой и точной диагностики.
Без детального ознакомления с химией и механизмом действи ферментов не-
возможно понять процессы обмена веществ, а тем более воздействовать на них
Фермент как катализатор
Что такое катализатор и каково его действие на реагирующие продукты?
Из общей химии известно, что катализатор ускоряет процесс хода реакции и не вхо-
дит в продукты реакции. Известно, что увеличить скорость реакции можно, повысив
температуру или давление. Но такие превращени были бы губительны для живой
клетки. Надо рассмотреть процесс реакции более подробно. Для того чтобы произо-
шла реакция, надо сообщить реагирующим веществам определенное количество энер-
гии. Эта энергия называется энергией активации. Это похоже на то, как надо прило-
жить какую-то силу, чтобы столкнуть тяжелые камни вниз с горы (см.рис.1). Как мож-
но сообщить реагирующим веществам энергию? Либо повысив их собственную кине-
тическую энергию, либо понизив уровень энергии, необходимой дл преодоления
энергетического барьера реакции. Повысить кинетическую энергию реагирующих ве-
ществ, увеличив количество столкновений этих частиц с более высоко энергетически
заряженными частицами, достаточно сложно. В общем случае все катализаторы сни-
жают энергетический барьер реакции, тем самым уменьшая количество энергии, ко-
торая потребуется для возбуждени молекул реагирующих веществ. Это можно срав-
нить с камнем, лежащим на самом откосе; для того чтобы столкнуть этот камень с го-
ры, необходим минимум энергии.
Таким образом, катализаторы, снижая значение энергии активации, ускоряют
течение химических реакций.
