La catàlisi correspon a la reducció de l'energia d'activació necessària per a les reaccions químiques i biològiques. La reducció catalítica de la quantitat d'energia necessària és possible gràcies a un catalitzador, que en biologia correspon a un enzim. En les malalties enzimàtiques, les propietats catalítiques de enzims es pot reduir o fins i tot abolir.
Què és la catàlisi?
La reducció catalítica de la quantitat d'energia necessària és possible gràcies a un catalitzador, que en biologia correspon a un enzim. La figura mostra el model de cinta de lipasa. Enzims tenen rols específics en el cos humà. Tan diferent com la funció de l'individu enzims Pot semblar que tots tenen bàsicament la mateixa tasca i aporten propietats similars per complir aquesta tasca. La tasca principal de tots els enzims és la catàlisi. És per això que la bioquímica els atribueix propietats catalítiques. Traduïda literalment, catàlisi significa "dissolució". Al cor de catàlisi és l'energia d'activació. Com a tal, la química es refereix a la quantitat d’energia que és absolutament necessària en un sistema de reacció per a la reacció química d’ambdós socis. Els catalitzadors s’utilitzen per reduir l’energia d’activació i, per tant, permetre als dos socis de reacció experimentar una reacció al sistema de reacció fins i tot a baixes energies. En els sistemes de reacció biològica, els enzims amb propietats catalítiques redueixen així l'energia d'activació d'una reacció química concreta i actuen en conseqüència com a catalitzadors químics. En el context de la catàlisi, per una banda augmenta la probabilitat d’un procés de reacció amb èxit i, per altra banda, també augmenta la velocitat de la reacció. Un canvi en l'equilibri químic no es produeix en el curs de la catàlisi. La química distingeix la catàlisi homogènia de la catàlisi heterogènia. La biocatàlisi no es correspon ni amb l’una ni amb l’altra. És una forma independent de catàlisi.
Funció i tasca
La biocatàlisi correspon a l’orientació, conversió o acceleració de reaccions químiques en el medi biològic. Els enzims actuen com a catalitzadors biològics en aquest procés. Cada enzim està compost en gran part per proteïnes, alguns dels quals estan associats a un cofactor. Gairebé totes les reaccions bioquímiques dels organismes vius tenen un catalitzador enzimàtic. La biocàlisi s’implementa en biotecnologia mitjançant enzims vius i aïllats. Un exemple de biocatalisi es pot trobar a les fàbriques de cervesa, on s’utilitzen processos biocatalítics els bacteris, fongs o llevats. La indústria farmacèutica utilitza la biocatàlisi per realitzar reaccions altrament impracticables. Al cos humà es produeixen constantment catalitzadors en què els enzims acceleren determinades reaccions. Els enzims són, per exemple, rellevants per al metabolisme dels organismes i controlen en gran mesura les reaccions bioquímiques en els processos metabòlics. Controlen la digestió, per exemple, però també participen en la transcripció i replicació de l’ADN en forma de polimerases. La majoria de totes les reaccions bioquímiques es produirien a un ritme insignificantment lent en un organisme viu sense enzims. Els enzims acceleren l’assoliment de l’equilibri químic sense canviar res de l’equilibri. Un enzim té activitat catalítica perquè pot reduir l’energia d’activació en reaccions químiques. Aquesta energia correspon a la quantitat d'energia que s'ha d'aplicar per endavant per iniciar una reacció. Durant la reacció, el substrat canvia a estats de transició energèticament desfavorables. L’energia d’activació força el substrat al seu estat de transició. L’acció catalítica dels enzims intervé en aquest punt de la reacció estabilitzant l’estat de transició del substrat per mitjà de sistemes no covalents. interaccions. D’aquesta manera, es necessita una quantitat significativament inferior d’energia per convertir un substrat a l’estat de transició. Per aquest motiu, el substrat es converteix al producte final de la reacció a una velocitat més alta. Amb aquestes funcions catalítiques, es considera que els enzims són els elements que donen qualsevol producte de reacció bioquímica.
Malalties i trastorns
Quan els enzims muten o no compleixen adequadament el seu paper catalític per altres motius, és extens health El grup de malalties de malalties metabòliques inclou diversos trastorns de l’àrea del metabolisme operatiu intermedi. Aquests trastorns són congènits o adquirits. Les malalties metabòliques varien àmpliament en la seva extensió i prevalença. També es manifesten clínicament d’una manera molt heterogènia. Un d’aquests trastorns és la malaltia comuna generalitzada diabetis mellitus. No obstant això, aquest grup de malalties també inclou malalties hereditàries molt més rares amb un curs letal. Osteopènia i el resultat osteoporosi també són atribuïbles a trastorns metabòlics. La majoria de malalties congènites del grup superordinat de malalties metabòliques corresponen a defectes enzimàtics determinats genèticament de diversos enzims. Depenent de l’enzim afectat, la seva funció catalítica i el seu producte de reacció, els defectes enzimàtics o les deficiències enzimàtiques poden provocar el fracàs dels òrgans, per exemple. Un trastorn metabòlic relativament rar i congènit és la malaltia de Gaucher. L’enzim implicat en aquesta malaltia és la glucocerebrosidasa o glucocerebrosidasa. En un organisme sa, aquest enzim degrada els components envellits del membrana cel · lular. . In En Malaltia de Gaucher, hi ha una deficiència d’aquest important enzim. Si l’enzim no presenta prou activitat, es produeix la deposició de components de membrana dins dels lisosomes. S'han documentat més de 200 mutacions de l'enzim Malaltia de Gaucher quedar. El grau d'activitat enzimàtica residual depèn de la mutació de la codificació general en cada cas individual. Per exemple, la malaltia pot causar una pèrdua completa de la funció de l'enzim. Tanmateix, també es pot concebre una reducció funcionalment feble de l’activitat enzimàtica. La majoria dels pacients de la malaltia presenten manifestacions respecte al òrgans interns així com pel que fa al sistema nerviós.
