酶是一類生物催化劑,遵守一般催化劑的共同規(guī)律。例如,它只能催化熱力學(xué)上允許進(jìn)行的反應(yīng),而不能催化熱力學(xué)上不能進(jìn)行的反應(yīng),即不能新生反應(yīng);酶的作用只能使反應(yīng)加速達(dá)到平衡點(diǎn),而不能改變平衡點(diǎn);反應(yīng)前后酶的質(zhì)量不變。這些都是酶與一般催化劑相同之處。但是,酶也具有與一般催化劑不同的特點(diǎn)。
極高的催化效率
酶的催化效率通常比一般催化劑高10的6次方~10的10次方倍。碳酸酐酶可催化H2CO3→H2O+CO2,其加速反應(yīng)的數(shù)量級(jí)可達(dá)10的7次方倍,每分子酶每秒鐘可轉(zhuǎn)化40萬分子的底物(H2CO3)。酶的高效催化是通過降低反應(yīng)所需的活化能實(shí)現(xiàn)的。這是因?yàn)?,即使在熱力學(xué)上允許進(jìn)行的反應(yīng)中,也只有那些能量較高的活潑分子才有可能進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。這些能量較高的分子稱為活化分子,它們是在反應(yīng)體系中通過分子一分子相互作用(碰撞)從其他分子獲能的。使分子從基礎(chǔ)狀態(tài)達(dá)到活化分子所需要的能量稱為活化能?;罨芨叩蜎Q定反應(yīng)體系活化分子多少,即決定反應(yīng)速度。欲加速反應(yīng)進(jìn)行,或外加能量(如加熱),或降低反應(yīng)所需的活化能。酶就是通過降低活化能加速化學(xué)反應(yīng)的。
由底物的起始態(tài)轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物的終止態(tài)的過程中,非酶促反應(yīng)所需活化能較高,反應(yīng)較難實(shí)現(xiàn)。在酶促反應(yīng)中,底物首先與酶結(jié)合成中間產(chǎn)物,過渡態(tài)的中間產(chǎn)物再分解生成產(chǎn)物,并釋出酶。此兩步所需的活化能均低于非酶促反應(yīng)所需的活化能,因而反應(yīng)易于進(jìn)行。據(jù)計(jì)算,在25℃時(shí),活化能每減少4.184kJ/ml(1kcal/ml),反應(yīng)速度可增加5.4倍。酶正是通過大幅度降低活化能加速反應(yīng)的。
極高的催化效率
酶的催化效率通常比一般催化劑高10的6次方~10的10次方倍。碳酸酐酶可催化H2CO3→H2O+CO2,其加速反應(yīng)的數(shù)量級(jí)可達(dá)10的7次方倍,每分子酶每秒鐘可轉(zhuǎn)化40萬分子的底物(H2CO3)。酶的高效催化是通過降低反應(yīng)所需的活化能實(shí)現(xiàn)的。這是因?yàn)?,即使在熱力學(xué)上允許進(jìn)行的反應(yīng)中,也只有那些能量較高的活潑分子才有可能進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。這些能量較高的分子稱為活化分子,它們是在反應(yīng)體系中通過分子一分子相互作用(碰撞)從其他分子獲能的。使分子從基礎(chǔ)狀態(tài)達(dá)到活化分子所需要的能量稱為活化能?;罨芨叩蜎Q定反應(yīng)體系活化分子多少,即決定反應(yīng)速度。欲加速反應(yīng)進(jìn)行,或外加能量(如加熱),或降低反應(yīng)所需的活化能。酶就是通過降低活化能加速化學(xué)反應(yīng)的。
由底物的起始態(tài)轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物的終止態(tài)的過程中,非酶促反應(yīng)所需活化能較高,反應(yīng)較難實(shí)現(xiàn)。在酶促反應(yīng)中,底物首先與酶結(jié)合成中間產(chǎn)物,過渡態(tài)的中間產(chǎn)物再分解生成產(chǎn)物,并釋出酶。此兩步所需的活化能均低于非酶促反應(yīng)所需的活化能,因而反應(yīng)易于進(jìn)行。據(jù)計(jì)算,在25℃時(shí),活化能每減少4.184kJ/ml(1kcal/ml),反應(yīng)速度可增加5.4倍。酶正是通過大幅度降低活化能加速反應(yīng)的。