の 触媒作用 化学的および生物学的反応に必要な活性化エネルギーの減少に対応します。必要なエネルギー量の触媒による還元は、生物学の酵素に対応する触媒によって可能になります。酵素疾患では、酵素の触媒特性が低下したり、廃止されたりすることがあります。
触媒作用とは何ですか？
酵素は人体において特別な役割を果たしています。個々の酵素の機能とは異なり、それらは基本的にすべて同じタスクを持ち、このタスクを実行するための同様の特性を持っています。すべての酵素の主な役割は触媒作用です。したがって、生化学はそれらが触媒特性を持っていると言います。
文字通り、触媒作用とは「溶解」を意味します。触媒作用の焦点は活性化エネルギーです。したがって、化学は、両方の反応パートナーの化学反応のために反応システムで絶対に必要なエネルギーの量を表します。触媒は、活性化エネルギーを低減し、両方の反応物が低エネルギーでも反応システムで反応できるようにするために使用されます。生物学的反応システムでは、触媒特性を持つ酵素は特定の化学反応の活性化エネルギーを減らし、したがって化学触媒として機能します。
触媒作用の文脈では、一方では、成功する反応プロセスの確率が増加し、他方では、反応の速度が時々増加する。触媒作用に関連して化学平衡に変化はない。
化学は、均一系触媒作用と不均一系触媒作用を区別します。生体触媒はどちらにも対応しません。それは触媒作用の独立した形です。
機能とタスク
生体触媒作用は、生物学的環境における化学反応の制御、実装、または加速に対応します。酵素はこのプロセスで生物学的触媒として機能します。 各酵素は主にタンパク質で構成されており、そのいくつかは補因子と関連しています。 生体内のほとんどすべての生化学反応は酵素触媒を持っています。
生体触媒は、分離された酵素または生酵素を使用してバイオテクノロジーに実装されます。生体触媒作用の例は、ビール醸造所で見つけることができます。そこでは、細菌、真菌、または酵母を使用して生体触媒作用プロセスが実行されます。製薬業界では生体触媒を使用して、それ以外の場合には実行不可能な反応を実現しています。
人体では、酵素が一定の反応を加速する触媒作用が常に行われています。酵素は、例えば生物の代謝に関連しており、主に代謝プロセスにおける生化学反応を制御します。たとえば、消化を制御しますが、ポリメラーゼの形でDNAの転写と複製にも関与しています。
すべての生化学反応の大部分は、酵素なしで無視できるほど遅い速度で生体内で発生します。酵素は、平衡状態を変化させることなく、化学平衡の達成を加速します。
酵素は、化学反応の活性化エネルギーを下げることができるため、触媒活性を持っています。このエネルギーは、反応を開始するために事前に適用する必要があるエネルギーの量に対応します。反応中、基質はエネルギー的に好ましくない遷移状態に変化します。活性化エネルギーは、基板をその遷移状態に強制します。酵素の触媒効果は、非共有相互作用を介して基質の遷移状態を安定させることにより、反応のこの時点で介入します。このようにして、基板を遷移状態に変換するのに必要なエネルギーが大幅に少なくなります。このため、基質はより速い速度で反応の最終生成物に変換されます。これらの触媒機能により、酵素はあらゆる生化学反応生成物の経路平準化要素と見なされます。
病気と病気
酵素が変異するか、他の理由で触媒の役割を十分に果たさなくなった場合、健康に大きな影響があります。代謝性疾患の疾患群には、中間作用代謝の領域からのさまざまな障害が含まれます。このような疾患は先天性または後天性のいずれかです。
代謝性疾患はその程度と広がりが大きく異なります。臨床的にも、それらは非常に異質に現れます。関連する障害は、例えば、広範囲にわたる糖尿病である。ただし、致命的な経過を伴う非常にまれな遺伝性疾患もこのグループの疾患に分類されます。骨減少症およびその結果生じる骨粗しょう症は、代謝性疾患にさかのぼることもできます。
代謝性疾患の上位グループに属する先天性疾患のほとんどは、さまざまな酵素の遺伝的欠陥に対応しています。関連する酵素に応じて、その触媒機能とその反応生成物、酵素の欠陥または酵素の欠乏は、例えば、器官の機能不全を引き起こし得る。
ゴーシェ病は比較的まれな遺伝性の代謝性疾患です。この疾患との関連で、影響を受ける酵素は、グルコセレブロシダーゼまたはグルコセレブロシダーゼです。この酵素は、健康な生物の細胞膜の老化した成分を分解します。ゴーシェ病はこの重要な酵素が不足しています。酵素が十分な活性を示さない場合、それはリソソーム内の膜成分の沈着になります。これまでに200を超える酵素の変異がゴーシェ病との関連で報告されています。残存する酵素活性の程度は、個々のケースにおけるコーディング遺伝子の変異に依存します。病気は、例えば、酵素が完全に失敗する原因となります。しかしながら、酵素活性の機能的に弱い減少も考えられる。病気のほとんどの患者は、内臓と神経系の両方の症状を示します。
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