katalisis

Itu katalisis sesuai dengan pengurangan energi aktivasi yang diperlukan untuk reaksi kimia dan biologis. Pengurangan katalitik dalam jumlah energi yang dibutuhkan dimungkinkan oleh katalis yang sesuai dengan enzim dalam biologi. Pada penyakit enzimatis, sifat katalitik enzim dapat dikurangi atau bahkan dihilangkan.

Apa itu katalisis?

Enzim memiliki tugas khusus dalam tubuh manusia. Meskipun berbeda dengan fungsi masing-masing enzim, pada dasarnya semua enzim memiliki tugas yang sama dan memiliki sifat yang serupa untuk memenuhi tugas ini. Tugas utama semua enzim adalah katalisis. Oleh karena itu, biokimia mengatakan mereka memiliki sifat katalitik.

Diterjemahkan secara harfiah, katalisis berarti "pembubaran". Fokus katalisis adalah energi aktivasi. Dengan demikian, kimia menggambarkan jumlah energi yang mutlak diperlukan dalam sistem reaksi untuk reaksi kimia dari kedua pasangan reaksi. Katalis digunakan untuk mengurangi energi aktivasi dan dengan demikian memungkinkan kedua reaktan untuk bereaksi dalam sistem reaksi bahkan pada energi rendah. Dalam sistem reaksi biologi, enzim dengan sifat katalitik mengurangi energi aktivasi dari reaksi kimia tertentu dan karenanya berfungsi sebagai katalis kimia.

Dalam konteks katalisis, di satu sisi, kemungkinan keberhasilan proses reaksi meningkat dan, di sisi lain, kecepatan reaksi terkadang meningkat. Pergeseran kesetimbangan kimia tidak terjadi dalam konteks katalisis.

Kimia membedakan katalisis homogen dari katalisis heterogen. Biokatalisis tidak sesuai dengan satu atau bentuk lainnya. Ini adalah bentuk katalisis independen.

Fungsi & tugas

Biokatalisis sesuai dengan kontrol, implementasi atau percepatan reaksi kimia dalam lingkungan biologis. Enzim bertindak sebagai katalis biologis dalam proses ini. Setiap enzim sebagian besar terdiri dari protein, beberapa di antaranya dikaitkan dengan faktor pendamping. Hampir semua reaksi biokimia pada organisme hidup memiliki katalis enzimatis.

Biokatalisis diterapkan dalam bioteknologi menggunakan enzim yang diisolasi atau hidup. Contoh biokatalisis dapat ditemukan di pabrik bir, di mana proses biokatalitik diimplementasikan dengan menggunakan bakteri, jamur atau ragi. Industri farmasi menggunakan biokatalisis untuk mencapai reaksi yang tidak praktis.

Dalam tubuh manusia, katalisis terus berlangsung, di mana enzim mempercepat reaksi tertentu. Enzim relevan untuk metabolisme organisme, misalnya, dan sebagian besar mengontrol reaksi biokimia dalam proses metabolisme. Mereka mengontrol pencernaan, misalnya, tetapi juga terlibat dalam transkripsi dan replikasi DNA dalam bentuk polimerase.

Mayoritas dari semua reaksi biokimia akan terjadi pada organisme hidup tanpa enzim dengan kecepatan yang sangat lambat. Enzim mempercepat pencapaian kesetimbangan kimia tanpa mengubah apapun dalam kesetimbangan.

Enzim memiliki aktivitas katalitik karena dapat menurunkan energi aktivasi dalam reaksi kimia. Energi ini sesuai dengan jumlah energi yang harus diterapkan terlebih dahulu untuk memulai reaksi. Selama reaksi, substrat berubah menjadi keadaan transisi yang tidak menguntungkan secara energik. Energi aktivasi memaksa substrat ke keadaan transisinya. Efek katalitik enzim mengintervensi titik ini dalam reaksi dengan menstabilkan keadaan transisi substrat melalui interaksi non-kovalen. Dengan cara ini, lebih sedikit energi yang diperlukan untuk mengubah substrat menjadi keadaan transisi. Karena itu, substrat diubah menjadi produk akhir reaksi dengan kecepatan yang lebih cepat. Dengan fungsi katalitik ini, enzim dianggap sebagai elemen penyamarataan jalur untuk setiap produk reaksi biokimia.

Penyakit & penyakit

Jika enzim bermutasi atau tidak lagi menjalankan peran katalitiknya secara memadai karena alasan lain, ada konsekuensi kesehatan yang luas. Kelompok penyakit penyakit metabolik mencakup berbagai gangguan dari area metabolisme operasi menengah. Gangguan semacam itu bersifat bawaan atau didapat.

Penyakit metabolik sangat bervariasi dalam tingkat dan penyebarannya. Secara klinis, juga, mereka memanifestasikan dirinya dengan sangat heterogen. Gangguan terkait, misalnya, adalah penyakit diabetes melitus yang meluas. Namun, penyakit keturunan yang jauh lebih jarang dengan perjalanan yang mematikan juga termasuk dalam kelompok penyakit ini. Osteopenia dan osteoporosis yang diakibatkan juga dapat ditelusuri kembali ke penyakit metabolik.

Sebagian besar penyakit bawaan dari kelompok penyakit metabolik yang lebih tinggi berhubungan dengan cacat genetik pada berbagai enzim. Bergantung pada enzim yang bersangkutan, fungsi katalitik dan produk reaksinya, cacat enzimatik atau kekurangan enzim dapat, misalnya, menyebabkan kegagalan organ.

Penyakit Gaucher adalah penyakit metabolik yang relatif jarang dan diturunkan. Dalam konteks penyakit ini, enzim yang terkena adalah glukoserebrosidase atau glukoserebrosidase. Enzim ini memecah komponen tua dari membran sel dalam organisme yang sehat. Penyakit Gaucher kekurangan enzim penting ini. Jika enzim tidak menunjukkan aktivitas yang cukup, itu terjadi pada pengendapan komponen membran di dalam lisosom. Lebih dari 200 mutasi enzim sejauh ini telah didokumentasikan dalam konteks penyakit Gaucher. Tingkat aktivitas enzimatik sisa tergantung pada mutasi gen pengkode dalam kasus individu. Penyakit ini dapat, misalnya, menyebabkan enzim gagal total. Namun, penurunan aktivitas enzimatik yang lemah secara fungsional juga dapat dibayangkan. Kebanyakan pasien dengan penyakit ini menunjukkan manifestasi dari organ dalam dan sistem saraf.