생체촉매로서의 효소는 여러 측면에서 일반 촉매와 유사합니다. 복용량이 적고 촉매 효율이 높은 경우. 일반 촉매와 마찬가지로 효소도 화학 반응의 속도만 바꿀 수 있고 화학 반응의 평형점은 바꿀 수 없습니다. 효소 자체는 반응 전후에 변화가 없기 때문에 세포 내 함량이 상대적으로 낮은 효소는 짧은 시간 내에 많은 기질 변화를 촉매할 수 있어 효소 촉매 작용의 효율성을 반영합니다. 효소는 반응의 활성화 에너지를 감소시킬 수 있지만, 반응 과정 중 자유에너지의 변화(ΔG)를 변화시키지 않으므로 평형 상수의 변화 없이 반응 속도를 가속화하고 반응이 평형에 도달하는 시간을 단축시킨다.
효소의 촉매효과는 일반 촉매에 비해 독특한 특성을 나타냅니다.
(A) 효소 촉매작용의 높은 효율
효소의 촉매 활성은 화학 촉매의 활성보다 훨씬 높습니다. 예를 들어, 카탈라아제(Fe2+ 함유)와 무기 철 이온은 다음과 같은 과산화수소 분해 반응을 촉매합니다. 1 mol의 카탈라아제는 1분 이내에 5×106 mol의 H2O2 분해를 촉매할 수 있습니다. 동일한 조건에서 1 mol의 화학 촉매 Fe2+는 6×10-4 mol의 H2O2 분해만을 촉매할 수 있습니다. 둘에 비해 카탈라아제의 촉매 효율은 Fe2+의 약 1010배입니다.
효소의 촉매 효율은 회전율(turnover number)의 개념으로 표현될 수 있습니다. 전환수는 기질 농도가 충분히 클 때 1분당 각 효소 분자에 의해 전환될 수 있는 분자의 수, 즉 기질의 화학적 변화를 촉매하는 분자의 수를 의미합니다. 위에서 소개한 데이터에 따르면 카탈라아제의 전환수는 5×106으로 계산할 수 있습니다. 대부분의 효소의 전환수는 약 1 000이며, 가장 큰 효소의 전환수는 106을 초과할 수 있습니다.
(B) 효소 촉매작용의 높은 특이성
효소는 특정 종류나 특정 물질에만 작용할 수 있습니다. 이것이 효소작용의 특이성이다. 예를 들어, 글리코시드 결합, 에스테르 결합 및 펩타이드 결합은 산-염기 촉매작용에 의해 가수분해될 수 있지만 이러한 화학 결합을 가수분해하는 효소는 다릅니다. 즉, 해당 글리코시다제, 에스테라제 및 펩티다제입니다. 즉, 특정 효소에 의해 가수분해될 수 있습니다. 각각 효소.
(C) 효소에 의해 촉매되는 반응 조건은 온화하다.
효소반응은 일반적으로 상온, 상압, pH 중성 등 온화한 조건에서 진행되어야 합니다. 효소는 단백질이기 때문에 고온, 강산, 강알칼리 등의 환경에서는 활성을 잃기 쉽습니다. 효소는 외부 환경의 변화에 민감하고 변성 및 불활성화되기 쉽기 때문에 사용시 반응조건을 엄격하게 제어해야 합니다.
(D) 효소 활성의 조절성
화학 촉매와 비교하여 효소 촉매 작용의 또 다른 특징은 촉매 활성이 자동으로 조절될 수 있다는 것입니다. 유기체에는 다양한 종류의 화학 반응이 있지만 매우 조직적이고 질서정연합니다. 기질 농도, 생성물 농도 및 환경 조건의 변화는 효소의 촉매 활성에 영향을 미쳐 생화학 반응의 조화롭고 질서 있는 진행을 제어할 수 있습니다. 모든 생화학 반응의 장애 및 장애는 필연적으로 질병 및 심지어 유기체의 사망으로 이어질 것입니다. 환경 변화에 적응하고 정상적인 생활 활동을 유지하기 위해 유기체는 오랜 진화 과정에서 효소 활동을 자동으로 조절하는 시스템을 형성했습니다. 억제제 조절, 피드백 조절, 공유 결합 변형 조절, 자이모겐 활성화 및 호르몬 조절을 포함하여 효소를 조절하는 방법에는 여러 가지가 있습니다.
(D) 효소의 촉매 활성은 조효소, 보조기 및 금속 이온과 관련이 있습니다.
일부 효소는 보조효소, 보조인자 및 금속 이온과 같은 작은 분자가 효소의 촉매 활성과 밀접하게 관련되어 있는 복잡한 단백질입니다. 제거되면 효소는 활성을 잃습니다.
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