Біокаталіз
Біоката́ліз (від біо… та каталіз) — прискорення швидкості хімічних реакцій, властиве живому організму.
Характеристика
Біокаталіз, на відміну від хімічного каталізу, відбувається в умовах (температура, реакція середовища, тиск тощо) живого організму за участю біокаталізаторів — ферментів, які регулюють обмін речовин (метаболізм) і енергії, життєдіяльність усього організму. Біокаталізатори — специфічні речовини білкової природи, за винятком рибозимів (РНК-фермент або каталітична рибонуклеїнова кислота); наявні в тканинах і клітинах усіх живих організмів; впливають на перебіг більшості хімічних реакцій у живих системах.
Для біокаталізу характерна висока інтенсивність, ефективність і специфічність, що суттєво відрізняє його від хімічного каталізу за участю неорганічних каталізаторів.
Щодо механізмів перебігу біокаталітичних процесів розглядають теорії, що відображають сутність реакцій та взаємодоповнюють одна одну:
- теорія утворення проміжного комплексу: А + К → АК, АК + В → АВ + К, де А та В — початкові речовини, К — каталізатор, АК — проміжний комплекс (проміжні сполуки утворюються на поверхні каталізатора);
- адсорбційна теорія (каталітична активність зумовлена здатністю каталізатора адсорбувати (див. Адсорбція) реагенти на активних центрах);
- мультиплетна теорія (передбачає утворення мультиплетного комплексу на активному центрі каталізатора, унаслідок чого виділяється енергія, необхідна для розриву старих зв’язків).
Спільні властивості каталізаторів небілкової природи й біокаталізаторів:
- прискорюють реакцію без впливу на глибину її перебігу (рівновагу й константу рівноваги);
- діють вибірково (прискорюють одну або 2–3 з усіх можливих реакцій);
- після реакції залишаються хімічно й кількісно незмінними;
- прискорювальна роль каталізатора зумовлена формуванням активованих перехідних комплексів, до складу яких входить каталізатор; активований комплекс, утворений за участю каталізатора, має нижчу енергію активації, ніж той, що виникає за його відсутності.
Значення
Біокаталіз є основою однієї з найсучасніших галузей біотехнології — інженерної ензимології. Так, біокаталізатори використовують для створення нових біотехнологічних процесів у промисловості (харчовій, фармацевтичній, текстильній та інших галузях) і методів терапії та діагностики в гуманній та ветеринарній медицині, а також у сільському господарстві, органічному синтезі, хімічному аналізі тощо. Наприклад, у промисловості застосовують ферментні препарати для гідролізу природних полімерів (білків, крохмалю, пектинів тощо).
Література
- Rodwell V. W., Bender D. A., Botham K. M. et al. Harper’s illustrated Biochemistry. 75th ed. New York : McGraw-Hill, 2015. 817 p.
- Губський Ю. І., Ніженковська І. В., Корда М. М. Біологічна і біоорганічна хімія : у 2 кн. Київ : ВСВ «Медицина», 2016. Кн. 2. 544 с.
- Пирог Т. П., Антонюк М. М., Скроцька О. І. та ін. Харчова біотехнологія. Київ : Видавництво Ліра-К, 2016. 408 с.
- Гонський Я. І., Максимчук Т. П. Біохімія людини. 3-тє вид., випр. і допов. Тернопіль : Тернопільський національний медичний університет, 2019. 732 с.
- Bell E., Finnigan W., France S. et al. Biocatalysis // Nature Reviews Methods Primers. 2021. № 1. Is. 46. P. 1–21. URL: https://www.nature.com/articles/s43586-021-00044-z
Автор ВУЕ
Покликання на цю статтю: Біокаталіз // Велика українська енциклопедія. URL: https://vue.gov.ua/Біокаталіз (дата звернення: 11.05.2024).
Статус гасла: Оприлюднено
Оприлюднено: 02.02.2023
Важливо!
Ворог не зупиняється у гібридній війні і постійно атакує наш інформаційний простір фейками.
Ми закликаємо послуговуватися інформацією лише з офіційних сторінок органів влади.
Збережіть собі офіційні сторінки Національної поліції України та обласних управлінь поліції, аби оперативно отримувати правдиву інформацію.
Отримуйте інформацію тільки з офіційних сайтів
Офіс Президента України
Верховна Рада України
Кабінет Міністрів України
Служба безпеки України
Міністерство оборони України
Міністерство внутрішніх справ України
Національна поліція України
