Реферат химиялық кинетиканың заңдылықтары және ағзаның тіршілігіндегі ферментативті Катализдің рөлі
жүктеу/скачать 62,65 Kb.
|
РЕФЕРАТ5
|
РЕФЕРАТ Химиялық кинетиканың заңдылықтары және ағзаның тіршілігіндегі ферментативті Катализдің рөлі ЕРмекбай ВЕнера Сәкенқызы Катализ (грекше katalysіs – бұзылу) – реакция өнімдерінің құрамына кірмейтін, бірақ реакцияға қатысатын катализаторлардың әсерінен реакция жылдамдығының өзгеруі. “Катализ” терминін алғаш рет 1835 жылы швед химигі И.Берцелиус (1779 – 1848) енгізген. катализді оң катализ және теріс Катализ деп екіге бөледі. Оң Катализ кезінде катализатор реакция жылдамдығын арттырады, ал теріс катализ кезінде реакция жылдамдығы баяулайды. Реакция жылдамдығын әлсірететін заттарды кейде ингибиторлар деп те атайды. Реакцияланатын заттар мен катализаторлардың фазалық күйіне байланысты Катализ гомогендік, гетерогендік және микрогетерогендік болып бөлінеді. Гомогендік катализде реакцияға қатысатын заттар мен катализаторлар бір агрегаттық күйде болады. Гетерогендік катализде реакцияға қатысатын заттар мен катализатор әр түрлі фазада болады. Ерімейтін екі сұйықтық арасындағы катализ фазааралық катализ деп аталады. Катализдің барлық түрлеріне ортақ заңдылық – каталитикалық процестердің өздігінен жүруі. Каталитикалық процестерді Катализдің негізгі екі механизмімен түсіндіруге болады. Олар: Тотығу-тотықсыздану катализі және қышқылдық-негіздік катализ Тотығу-тотықсыздану катализ құбылысы электронның тасымалдануынан болады. Оларға тотығу, тотықсыздану, гидрлеу, дегидрлеу, тұрақсыз оттекті қосылыстардың ыдырауы, тағы басқа реакциялар жатады. Мұндай Катализдің катализаторлары – ауыспалы металдар мен олардың қосылыстары. Олардың жоғары активтілігі ауыспалы металдардың әр түрлі тотығу дәрежелерінде болуымен және тотығу дәрежелерінің өзгеруі көп энергетикалық шығынды қажет етпейтіндігімен түсіндіріледі. Қышқылдық-негіздік катализге каталитикалық крекинг, гидраттану, дегидраттану, органикалық заттардың конденсациялануы, изомерлену реакциялары, тағы басқа жатады. Мұндай катализдің катализаторлары – реагенттерге протон беретін немесе олардан протон алатын реагенттер мен гетеролиттік әрекеттесетін заттар. Мысалы, протондық (H2SO4, HCl, CH3COOH) және апротондық қышқылдар (BF3, AlCl3, тағы басқа), алюмосиликаттар Al2O3, фосфаттар, сульфаттар, тағы басқа кейде негіздік сипаттағы катализаторлар да қолданылады (еріген негіздер, қатты CaO, MgO, тағы басқа). Реагенттерді активтендірудің әр түрлі жаңа әдістері табылуына қарамастан қазіргі кезде химия өндірістің 80 – 90%-і каталитикалық процестердің үлесіне тиеді. Өндірістік каталитикалық процестерге майларды гидрогенизациялау, бензолды циклогексанға түрлендіру, нитробензолды анилинге айналдыру; мұнай өңдеу процесінде мұнай көмірсутектерін крекингілеу, жоғары сапалы бензиндер, дизельдік және реактивтік отындар алу үшін каталитикалық риформинг, алкилдеу, гидрокрекингілеу және су арқылы тазалау жатады. Жалпы Катализді зерттеуде әр түрлі электрхим. әдістерді пайдалану, сұйық фазалық гидрогендеу процестерінің заңдылықтарын тауып, оларға лайық оңтайлы катализаторларды жасауда қазақстандық академигі Д.В. Сокольский және оның мектебінің қосқан үлесі зор. Ферментер Ферменттер — барлық тірі организмдер құрамына кіретін арнайы белоктар. Химиялық реакциялардьі жеделдетеді. Реакция түрлеріне сай ферменттер 6 топқа болінеді 1. оксидоредуктазалар 2. трансферазалар 3. гидролазалар 4. лиазалар 5. изомеразалар 6. лигазалар Тірі клеткаларда зат алмасу процесі үздіксіз жүріп жатады. Зат алмасу процесі дегеніміз белгілі бір тәртіппен кезектесіп келіп отыратын әр түрлі химиялық реакциялардың жиынтығы. Дәл осы реакциялар клеткадан тыс жерде (іп vіtrо) өте қиындықпен және өте баяу жүреді. Тірі клеткада бұл реакциялардың жүрісін ферменттер тездетеді. Ферменттер дегеніміз жануарлардың, өсімдіктер мен микроорғанизмдердің клеткалары жасап шығаратын биологиялық катализаторлар. Ферменттік әсер ету механизмі. Химиялық реакциялар-дың жылдамдығы реакцияға түсетін молекулалардың соқтығысу жиілігіне байланысты. Ал соқтығысу жиілігі молекулалардың концентрациясы мен ортаның температурасына байланысты. Температураның артуына қарай молекулалар қозғалысының кинетикалық энергиясы да артады, бұл молекулалар соқтығысуы-ның жиілігіне әсер етеді. Сонымен қатар реакдияның өтуі үшін молекулалардың соқтығысуы жеткіліксіз. Бұл кезде олар активті күйде болуы қажет, басқаша айтқанда, оларда реакция үшін қажетті энергияның біршама артық қоры болуы тиіс. Мұндай энергияны активация энергиясы деп атайды. Фермент осы реакцияға қажет активация энергиясын кемітеді. Ол үшін фермент реакцияға ұшырайтын заттың молекуласымен (оны субстрат деп атайды)бірігіп комплекс түзеді. Комплексті қысқаша Ф + С (фермент+ + субстрат) деп белгілейді. Бұл комплекстің түзілуіне әлдеқайда аз мөлшердегі энергия қажет. Фермент + субстрат аралық комплексін түзу кезінде субстрат молекулалары біраз деформацияға ұшырайды, сондықтан реакция-ның активация энергиясы кемиді. Бұл деформация субстраттың молекула ішілік байланыстарын әлсіретеді және молекуланы белгі-лі бір реакцияға неғұрлым қабілетті етіп шығарады. Комплекстің түзілуі спектрлік методтардың жәрдемімен дәлелденген. Ф + С аралық комплексін түзуде субстрат ферменттің бүкіл мо-лекуласымен емес, оныд активтік орталықтар деп аталатын жеке-легең учаскелерімен қосылады. Ферменттің әрбір молекуласында 1—2 активтік орталық бар екендігі анықталып отыр. Активтік орталықтық кеңістіктік құрылысы мен химиялық та-биғаты белгілі бір субстратқа ғана сай келетіндей болып қалып-тасқан. Бұл фермент басқа субстратқа катализатор бола алмайды. Осы ерекшелік ферменттердің талдаушылық қасиетін белгілейді. Органикалық заттар мен ферменттердің структурасын зерттей келе, Э.. Фишер фермент пен субстраттың кедістіктік сәйкестігінің жақындығы женінде қорытынды шығарып, фермент субстратқа құлпының кілтіндей сәйкес келеді деп сипаттады. Ферменттік катализ, биокатализ - фермент немесе энзим деп аталатын катализатордың қатысуымен организмде химиялық реакциялардың жылдамдығының артуы. Ферменттердің ерекшелігі өте талғамды және белсенділігін жоғары болып келуінде. Мысалы, каталаза ферменті белоктың ыдырауын тезтетеді, бірақ тотығу процестеріне әсер етпейді. Осы ферменттің 1 молі қалыпты температурада 1 сек. ішінде 200 мың сутек асқын тотығы молекуласын ыдыратады. Организм тіршілігінде болатын зат алмасу процесі барсында көптеген хим. реакциялар: қоректік заттардың ыдырауы, жаңа хим. қосылыстар синтезі, т.б. өтеді. Ондағы пайда болған энергия физиол. процестер энергиясына айналады (мысалы, бұлшықет, бүйрек, жүйке жүйесі, т.б. мүшелердің жұмысы). Эволюция барысында бұл реакциялардың барлығы организмге қажетті қарқында өтетіндей механизм қалыптасқан. Ферменттік катализдің ерекшелігі - фермент әсерінен организм қажеттілігіне қарай өз белсенділігін арттыра немесе кеміте алатындығана Ферменттік катализдің тиімділігі - энергиясы мол аралық реакциялардың болуында. Ферменттік катализ ферменттің полипептид тізбегіндегі және бөліктерінің арасы хим. осал байланыстармен жалғасып, орта жағдайы өзгергенде оның глобулырлық құрылымының жеіңл өзгеретіндігін негізделген. Ферменттік катализ тамақ өнеркәсібінде, медицинада, биохимияяда, фармокологияда, т.б. өндіріс салаларында кеңінен қолданылады. Пайдаланылған әдебиеттер: “Химия” Т.С.Сейтембетов. Алматы 1994ж “Бейорганикалых химия” Т.Т.Омаров, М.Р.Танашева. Алматы 2008ж. “Қазақ Энциклопедиясы”, IV-том Ғаламтор мәліметтері. Қазақстан. Ұлттық энциклопедия/Басредакторы.Б.Аяған. - Алматы: "Қазақ энциклопедиясының" Бас редакциясы, 2007. - 174 бет жүктеу/скачать 62,65 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|