Цаталист вс. Ензиме

Ензими и катализатори обоје утичу на брзину реакције. У ствари, сви познати ензими су катализатори, али нису сви катализатори ензими. Тхе разлика између катализатора и ензима је да су ензими углавном органске природе и био-катализатори, док неензимски катализатори могу бити неорганска једињења. Ни катализатори нити ензими се не троше у реакцијама које катализирају.

За једноставност, катализатор у овом чланку се односи на неензимске катализаторе за лако разликовање од ензима.

Упоредни графикон

Разлике - Сличности - Упоредни графикон катализатора против ензима

	Катализатор	Ензим
Функција	Катализатори су супстанце које повећавају или смањују брзину хемијске реакције, али остају непромењене.	Ензими су протеини који повећавају брзину хемијских реакција претварајући супстрат у производ.
Молекуларна тежина	Једињења ниске молекуларне тежине.	Глобуларни протеини велике молекулске тежине.
Врсте	Постоје две врсте катализатора - позитивни и негативни катализатори.	Постоје две врсте ензима - ензими за активирање и инхибиторни ензими.
Природа	Катализатори су једноставни неоргански молекули.	Ензими су сложени протеини.
Алтернативни појмови	Неоргански катализатор.	Органски катализатор или био катализатор.
Стопе реакција	Типично спорије	Неколико пута брже
Специфичност	Они нису специфични и зато на крају стварају остатке са грешкама	Ензими су високо специфични и стварају велику количину добрих остатака
Услови	Висока температура, притисак	Блага стања, физиолошки пХ и температура
Ц-Ц и Ц-Х везе	одсутна	поклон
Пример	ванадијум оксид	амилаза, липаза
Енергија активације	Обожава то	Обожава то

Садржај: Катализатор вс Ензим

• 1 Кратка историја катализатора, ензима и катализе
• 2 Структура катализатора и ензима
• 3 Разлике у механизму реакција
• 4 примери реакција подржаних катализаторима и ензимима
• 5 Индустријске примене
• 6 Референце

Кратка историја катализатора, ензима и катализе

Катализа реакције су познате људима већ вековима, али нису били у стању објаснити појаве које су видели око њих, ферментацију вина у сирћету, квасце хлеба итд. То је 1812. године руски хемичар Готтлиеб Сигисмунд Цонстантин Кирцххоф проучавао квар шкроба у шећер или глукозу у кипућој води у присуству неколико капи концентроване сумпорне киселине. Сумпорна киселина је након експеримента остала непромењена и могла се опоравити. 1835. године шведски хемичар Јонс Јакоб Берзелиус предложио је име 'катализа ' од грчког термина 'ката' што значи доле и 'лиеин' што значи отпустити.

Једном када су разумене реакције катализе, научници су открили многе реакције које су у присуству промениле стопе катализатори. Лоуис Пастеур је открио да постоји неки фактор који је катализирао његове експерименте ферментације шећера и који је био активан само у живим ћелијама. Овај фактор је њемачки физиолог Вилхелм Кухне 1878. године назвао 'ензимом'. Ензим долази од грчке речи која значи 'у квасцу'. Године 1897. Едуард Буцхнер именовао је ензим који ферментира сахарозу зимазом. Његови експерименти су такође доказали да ензими могу функционисати и изван живе ћелије. На крају су откривене структура и функција различитих ензима који катализирају важне функције.

Структура катализатора и ензима

А катализатор је свака супстанца која може изазвати значајне промене брзине хемијске реакције. Тако би то могао бити чисти елемент попут никла или платине, чисто једињење попут силицијума, манган-диоксида, растворених јона попут бакарних јона или чак смеша као што је гвожђе-молибден. Катализатори који се најчешће користе су протонске киселине у реакцији хидролизе. Редокс реакције катализују прелазни метали, а платина се користи за реакције које укључују водоник. Неки каталисти се појављују као прекатализатори и током реакције се претварају у катализаторе. Типичан пример је Вилкинсон-ов катализатор - РхЦл (ППх₃)₃ који губи један трифенилфосфин лиганд док катализује реакцију.

Ензими су глобуларни протеини и могу се састојати од 62 аминокиселине (4-оксалокротонат) до величине од 2500 аминокиселина (синтаза масне киселине). Постоји и ензим заснован на РНА рибозими. Ензими су специфични за супстрат и обично су већи од њихових супстрата. Само мали део ензима учествује у ензимској реакцији. Активно место је где се супстрати везују за ензим за олакшавање реакције. Остали фактори као што су ко-фактори, директни производи итд. Такође имају специфична места везивања за ензим. Ензими су направљени од дугих ланаца аминокиселина који се преклапају једни преко других, што ствара глобуларну структуру. Аминокиселинска секвенца даје ензимима њихову супстратну специфичност. Топлина и хемикалије могу денатурирати ензим.

Разлике у механизму реакција

И једно и друго катализатори и ензими смањује енергију активације реакције и на тај начин повећава њену брзину.

А катализатор могу бити позитивне (повећање брзине реакције) или негативне (смањење брзине реакције) у природи. Они реагирају са реактантима у хемијској реакцији да би се створили интермедијари који на крају ослобађају производ и регенеришу катализатор. Размотрите реакцију где
Ц је катализатор
А и Б су реактанти и
П је Производ.

А типична каталитичка хемијска реакција би:

А + Ц → АЦ
Б + АЦ → АБЦ
АБЦ → ПЦ
ПЦ → П + Ц

Катализатор се регенерише у последњем кораку иако је у међуфазним фазама интегрисан са реактантима.

Ензимске реакције јављају се на много начина:

• Спуштање енергије активације и стварање стабилног прелазног стања обично се постиже изобличавањем облика подлоге.
• Спуштање енергије прелазног стања без изобличења супстрата.
• Привремено формирање комплекса ензимских супстрата и на тај начин омогућава алтернативни пут за реакцију.
• Смањење ентропије реакције.
• Повећање температуре.

Механизам ензиматског деловања следи индукованом моделу фит који је предложио Даниел Косхланд 1958. Према овом моделу, супстрат се утискује у ензим и може доћи до незнатних промена у облику ензима и супстрата док се супстрат веже на активном месту ензима за формирање ензима супстрат ензима.

Примери реакција подржаних катализаторима и ензимима

А катализатор користи се у аутомобилима је уређај који уклања гасове који изазивају загађење из издувних система аутомобила. Платина и родијум су овде коришћени катализатори који разграђују опасне гасове у безопасне. На пример азот оксид се претвара у азот и кисеоник у присуству мале количине платине и родијума.

Ензим амилаза помаже у варењу претварања сложеног шкроба у лакше пробављиву сахарозу.

Индустриал Апплицатионс

Катализатори користе се у преради енергије; производња масовних хемикалија; фине хемикалије; у производњи маргарина и у окружењу где играју критичну улогу слободних радикала хлора у распаду озона.

Ензими користе се у преради хране; храна за бебе; варење; воћни сокови; производња млека; индустрија шкроба, папира и биогорива; чишћење, чишћење контактних сочива; гума и фотографија и молекуларна биологија.

Референце

• Википедија: Ензим
• Википедија: Катализа
• Информације о ензимима - Наука појасњена