Пищеварение — страница 9

быстро восстанавливаются (регенерируют). Типичная молекула фермента может регенерировать миллионы раз за минуту, например, широко используемый в сыроделии фермент реннин способен вызывать коагуляцию (свертыва­ние) белков молока в количествах, в миллионы раз превы­шающих его собственную массу. Этот фермент вырабатывает­ся слизистой оболочкой особого отдела желудка жвачных жи­вотных — сычуга. А вот еще один пример высокой

эффективности «работы» фермента,— каталазы. За одну секунду при температуре, близкой к точке замерзания воды, одна молекула этого вещества разлагает около 50 000 молекул пероксида водорода: Этот катализатор снижает энергию активации от 75 кДж/моль до 21 кДж/моль. Для сравнения укажем, что если для ускорения этой реакции применяется платина, находящаяся в колло­идном состоянии, то энергия активации понижается только до 50 кДж/моль.

Что же такое энергия активации Представим себе смесь бензина и кислорода. Реакция между этими двумя веществами возможна, но она не пойдет без затраты некоторого количества энергии, поступившей, например, в форме простой искры. Вот такая энергия, которая необходима для того, чтобы вещества начали взаимодействовать между собой, и на­зывается энергией активации. Чем больше требуемая энергия активации, тем ниже скорость реакции

при данной температуре. Ферменты, действуя как катализаторы, снижают энергию активации, которая требуется для того, чтобы могла произойти реакция. Они повышают общую скорость реакции, не изменяя в какой-нибудь значительной степени температуру, при которой эта реакция протекает. Аналогично «работают» и неорганические катализаторы, но они уступают в эффектив­ности ферментам. Зависимость от температуры. Многие ферменты

обладают наибольшей эффективностью при температуре человеческого тела, т. е. приблизительно при 37 °С. Человек погибает при более низких и более высоких температурах не столько из-за то­го, что его убила болезнь, а в первую очередь из-за того, что перестают действовать ферменты, а следовательно, прекращают­ся обменные процессы, которые и определяют сам процесс жизни. Неорганические катализаторы сохраняют активность в более

широком интервале температур. Вспомните, напри­мер, синтез аммиака, который проводят при температуре 450—500 °С (катализатор — железо). Зависимость от среды раствора. Ферменты наиболее эффек­тивно действуют на субстрат при строго определенной среде рас­твора, при определенных значениях так называемого рН. Вели­чина рН, как показано на схеме, характеризует кислотность и основность растворов и может принимать значения от 1 до 14.