Для снижения энергии активации используются специальные вещества – катализаторы

Основная функция катализатора — образовывать с исходными веществами более реакционноспособные промежуточные соединения, позволяющие снизить энергию активации.

Катализатор — вещество, принимающее участие в ходе реакции, но остающееся неизменным в конце реакции.

Все без исключения химические процессы в клетке катализируются специальными биологическими катализаторами, которые называются ферментами.

Ферменты как биологические катализаторы

Ферменты – специфические белки всех живых клеток, играющие роль биологических катализаторов.

!!! С их помощью осуществляется обмен веществ и энергии в организме.

В настоящее время известно более 3200 ферментов.

Отличие ферментов от неорганических катализаторов

Ферменты имеют следующие общие свойства с катализаторами неорганической природы:

1) увеличивают скорость химической реакции за счёт снижения энергии активации;

2) не изменяют направления реакции;

3) не расходуются в процессе реакции.

Вместе с тем ферменты обладают рядом свойств, отличающих их от химических катализаторов:

1) каталитическая активность ферментов проявляется при нормальных условиях - ферменты по сравнению с катализаторами неорганической природы действуют в очень «мягких» условиях организма (белки при неблагоприятных условиях денатурируют);

2) абсолютная специфичность действия - большинство ферментов отличается специфичностью действия, так как практически каждая реакция превращения исходных веществ в продукты реакции в клетке катализируется специальным ферментом;

3) высокая эффективность действия - ферменты самые эффективные из всех катализаторов, так как очень малые (микромолярные - 10^-8–10^{-6 М}) количества ферментов могут в очень большой степени ускорять реакцию.

Действительно, большинство реакций в клетке протекают примерно в миллион раз быстрее, чем, если бы они протекали в отсутствие ферментов. Например, реакцию образования угольной кислоты (в легких)

CO₂ + H₂O → H₂CO₃

катализирует фермент карбоксиангидраза, активность которой составляет 32 000 000 оборота в минуту, т.е. образуется 32 млн молекул H₂CO₃ в минуту.