1. Моя освіта – реферати, конспекти, доповіді
  2. Біологія
  3. Ферменти і швидкості реакцій

Ферменти і швидкості реакцій

У попередньому розділі ми обговорили термодинамічні характеристики системи, що використовуються для передбачення напряму (самостійність протікання) реакцій. Зменшення вільної енергії означає, що процес протікає спонтанно; знаючи зміна вільної енергії, ми маємо можливість визначити, чи можуть взагалі відбуватися в системі ті чи інші реакції. Однак не відразу стає зрозумілим, що, використовуючи дані щодо зміни вільної енергії, неможливо визначити швидкість реакції. Щоб розібратися в цьому питанні, розглянемо як приклад свинцевий вантаж, що лежить на столі. Цілком очевидно, що вантаж буде перебувати в більш стійкому стані, якщо опиниться на підлозі. Проте це неможливо до тих пір, поки є письмовий стіл. Рух вантажу у напрямку до підлоги являє собою дуже ймовірну реакцію, але швидкість цього процесу дуже мала: мине дуже багато часу, перш ніж стіл спорохнявіє, а вантаж впаде. Отже, присутність столу перешкоджає мимовільному протіканню процесу; щоб прискорити його, до системи необхідно підвести енергію, достатню для того, щоб зрушити вантаж зі столу.

Наведена схема схожа з тим, що відбувається при взаємодії И2 і звільняється в цьому випадку енергії також виявляється досить для активації інших молекул системи (навіть якщо система в цілому термостатувати). Раз розпочавшись, реакція стає»самоподдерживающейся»і протікає з великою швидкістю. Очевидно, що інтенсивність процесу визначається співвідношенням енергії активації і загальною зміною вільної енергії системи, яке відбувається при реакції. Якби ми захотіли провести реакцію в протилежному напрямку (С + 0 – * А + В), то енергії, що виділяється в результаті проходження реакції, було б недостатньо для активації системи і реакція не могла б стати самопідтримується. Результати даного аналізу повністю відповідають тому, що можна було передбачити, виходячи зі зміни величини вільної енергії системи. Тому має бути очевидним, що використання поняття»енергія активації»ніколи не приводить до висновків, що суперечить термодинамическому аналізу системи (зміни величини вільної енергії). Сумарна швидкість реакції визначається можливістю надходження енергії активації на протязі всього процесу. Якщо загальна величина цієї енергії приблизно дорівнює загальному зміни вільної енергії системи, то швидкість реакції буде відносно низька в порівнянні з тими випадками, коли зміна вільної енергії в багато разів перевершує енергію активації. Зазвичай при мимовільному протіканні реакції енергія активації менше сумарного зміни вільної енергії, і тому швидкість процесу залежить від надходження вихідного імпульсу енергії, здатного активувати молекули системи.

Ще до розвитку теорії абсолютних швидкостей хімічних реакцій Арреніус встановив існування певного співвідношення між константою швидкості і енергією активації. Це було зроблено шляхом безпосереднього виміру швидкостей хімічних реакцій. Вивчаючи залежність логарифма константи швидкості від зворотної температури.

Для оцінки біологічної активності найчастіше прийнято вимірювати температурний коефіцієнт (Qio). Цей коефіцієнт дорівнює зростанню швидкості досліджуваного процесу при збільшенні температури системи на 10 ° С.

ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Поділ клітини