गठन, विज्ञान
जैविक उत्प्रेरक क्या हैं? जैविक उत्प्रेरक के रूप में एंजाइम
अच्छे कारण के लिए मानव शरीर को एक जैव रासायनिक संयंत्र कहा जाता है प्रत्येक मिनट के बाद, हजारों, दसियों और हजारों ऑक्सीकरण, विभाजन, कटौती, और अन्य प्रतिक्रियाओं की प्रक्रियाएं उसमें होती हैं। क्या उन्हें ऐसी बड़ी गति से प्रवाह करने की अनुमति मिलती है, जो ऊर्जा, पोषण और ऑक्सीजन के साथ प्रत्येक सेल प्रदान करता है?
उत्प्रेरक की अवधारणा
अकार्बनिक और जैविक रसायन विज्ञान दोनों में विशेष रूप से विशेष पदार्थों का उपयोग किया जाता है जो कि कुछ हजार में रासायनिक प्रतिक्रियाओं के दौरान तेजी ला सकते हैं, और कभी-कभी लाखों बार। इन यौगिकों का नाम "उत्प्रेरक" है अकार्बनिक रसायन में, ये धातु आक्साइड, प्लैटिनम, चांदी, निकल और अन्य हैं।
उनकी मुख्य क्रिया सक्रियण ऊर्जा को कम करके प्रतिक्रिया में प्रतिभागियों के साथ समय परिसरों का गठन होता है, प्रक्रिया कई गुना तेज होती है। इसके बाद, जटिल decays, और उत्प्रेरक क्षेत्र से प्रक्रिया के शुरू होने से पहले उसी मात्रात्मक और गुणात्मक संरचना में वापस ले जा सकते हैं।
उत्प्रेरक प्रतिक्रियाओं के दो रूप हैं:
- समेकित - त्वरक और एक समग्र स्थिति में प्रतिभागियों;
- विषम - त्वरक और विभिन्न राज्यों में प्रतिभागियों, चरणों का इंटरफ़ेस है।
इसके अलावा, यौगिकों का भी विरोध कर रहे हैं - इनहिबिटरस वे आवश्यक प्रतिक्रियाओं को धीमा करना चाहते हैं इसलिए, उदाहरण के लिए, वे जंग के गठन के लिए समय की मात्रा को कम करने की अनुमति देते हैं।
जैविक उत्प्रेरक स्वाभाविक रूप से अकार्बनिक से अलग हैं, और उनकी संपत्ति कुछ विशिष्ट हैं इसलिए, रहने वाले प्रणालियों में, उत्प्रेरितता अलग है।
एंजाइमों - यह क्या है?
यह साबित हो जाता है कि यदि संकेतित प्रक्रियाओं को तेज करने वाले विशेष पदार्थों की क्रियाएं जीवित प्रणालियों के भीतर नहीं चलती हैं, तो पेट में सामान्य सेब लगभग दो दिनों तक पच जाएगा। ऐसे समय के लिए, सड़न उत्पादों के साथ अपघटन और नशे की प्रक्रिया शुरू हो जाएगी। हालांकि, यह नहीं होता है, और फल पूरी तरह से एक घंटे और एक आधा भीतर संसाधित है। इस जैविक उत्प्रेरक को बाहर करें, जो प्रत्येक जीव की संरचना में बड़ी मात्रा में मौजूद हैं। लेकिन वे क्या हैं और इस तरह की कार्रवाई का आधार क्या है?
प्रोटीन प्रकृति के जैविक उत्प्रेरक एंजाइम हैं। उनका आधार कई विशिष्ट गुणों के साथ एक जटिल संरचनात्मक संगठन है। सीधे शब्दों में कहें, ये अद्वितीय प्रोटीन हैं जो जीवों में जीवित प्रक्रियाओं के सक्रियण ऊर्जा को कम कर सकते हैं और कई लाख बार के सामान्य मूल्यों से अधिक गति से उन्हें ले जा सकते हैं।
ऐसे अणुओं के कई उदाहरण हैं:
- केटालेज़;
- एमिलेज;
- oxidoreductases;
- ग्लूकोज ऑक्सीडेज;
- lipase;
- invertase;
- लाइसोजाइम;
- प्रोटेस और अन्य
इस प्रकार, हम निष्कर्ष निकाल सकते हैं: एंजाइम प्रोटीन प्रकृति के जैविक उत्प्रेरक हैं, जो मजबूत गतिवर्धक के रूप में कार्य करते हैं, जिससे जीवित जीवों में हजारों प्रक्रियाओं को अत्यधिक उच्च दर पर किया जा सकता है। उनकी क्रिया पाचन, ऑक्सीकरण, कमी पर आधारित है।
अकार्बनिक और प्रोटीन उत्प्रेरक के बीच समानताएं
जैविक उत्प्रेरक के रूप में एंजाइमों में कई तरह के अकार्बनिक गुणों के समान गुण होते हैं। इनमें शामिल हैं:
- केवल थर्मोडायनामिक रूप से संभावित प्रतिक्रियाएं तेज हो जाती हैं।
- संतुलन प्रणाली में रासायनिक संतुलन के विस्थापन को प्रभावित नहीं करते हैं, लेकिन समान और व्युत्क्रम प्रक्रिया दोनों में उतना ही तेजी से वृद्धि होती है।
- नतीजतन, केवल उत्पादों प्रतिक्रिया क्षेत्र में रहते हैं, उत्प्रेरक उनकी संख्या में शामिल नहीं है।
हालांकि, समानता के अलावा, एंजाइम की विशिष्ट विशेषताएं भी हैं।
प्रकृति पर निर्भर करता है अंतर
जैविक उत्प्रेरक के पास कई विशिष्ट विशेषताएं हैं:
- चयन की उच्च डिग्री यही है, एक प्रोटीन केवल एक निश्चित प्रतिक्रिया या समूह की तरह ही सक्रिय करने में सक्षम है। अक्सर, "एक प्रक्रिया की एंजाइम-सब्सट्रेट" योजना काम करती है
- अत्यधिक उच्च स्तर की गतिविधि, क्योंकि कुछ प्रकार के प्रोटीन प्रतिक्रियाओं को लाखों बार बढ़ाने में सक्षम हैं।
- एंजाइम पर्यावरणीय स्थितियों पर जोरदार निर्भर करते हैं। वे केवल एक निश्चित तापमान सीमा में गतिविधि दिखाते हैं माध्यम के पीएच भी जोरदार प्रभाव डालते हैं। एक वक्र है जो प्रत्येक एंजाइम के न्यूनतम, अधिकतम और इष्टतम के मूल्यों को दर्शाता है।
- प्रभावकारियों को कहा जाता है कि जैविक उत्प्रेरक की प्रकृति को रोकना, या इसके विपरीत, उन्हें सकारात्मक रूप से प्रभावित करने के लिए विशेष यौगिक हैं।
- सब्सट्रेट जिस पर एंजाइम का काम होता है, कड़ाई से विशिष्ट होना चाहिए। एक सिद्धांत है जो एक कुंजी का नाम और एक ताला रखता है। यह सब्सट्रेट पर एंजाइम की कार्रवाई का तंत्र बताता है। उत्प्रेरक, एक कुंजी की तरह, सब्सट्रेट में उसके सक्रिय केंद्र द्वारा बनाया गया है, और प्रतिक्रिया शुरू होती है।
- प्रक्रिया के बाद, एंजाइम आंशिक रूप से या पूरी तरह से नष्ट हो जाता है।
इस प्रकार, यह स्पष्ट है कि जीवित जीवों के लिए प्रोटीन उत्प्रेरक का महत्व बेहद ऊंचा है। हालांकि, उनकी कार्रवाई कुछ नियमों के अधीन है और पर्यावरण स्थितियों के ढांचे तक सीमित है।
स्कूल में कटैलिसीस का अध्ययन
स्कूल के कार्यक्रम के ढांचे के भीतर, उत्प्रेरक रसायन विज्ञान और जीव विज्ञान दोनों में अध्ययन किया जाता है। रसायन विज्ञान के सबक में, उन पदार्थों के दृष्टिकोण से अध्ययन किया जाता है, जो कि विभिन्न संश्लेषणों को लेकर विभिन्न प्रकार के उत्पादों को प्राप्त करने के लिए संभव बनाता है। जीव विज्ञान कक्षाओं में, जैविक उत्प्रेरक माना जाता है। कक्षा 9 में आणविक जीव विज्ञान का अध्ययन और जैव रसायन के मूल सिद्धांतों का तात्पर्य है। इसलिए, यह शिक्षा के इस चरण पर है कि छात्रों को जीवों के जीवों में सक्रिय पदार्थों के रूप में एंजाइमों के बारे में ज्ञान की मूलभूत जानकारी प्राप्त होती है।
सबक पर, प्रयोगों का संचालन किया जाता है, इन तापमानों की रासायनिक क्रियाओं को निश्चित तापमान सीमाओं और पीएच के माध्यम से पुष्टि करता है:
- कच्चे और पके हुए गाजर पर उत्प्रेरक के रूप में हाइड्रोजन पेरोक्साइड के प्रभाव का अध्ययन;
- मांस पर प्रभाव (प्रसंस्कृत ताप और कच्चे), आलू और अन्य उत्पादों।
मानव शरीर में एंजाइम
हर विद्यालय, जो शिक्षा के मध्य स्तर की पर्याप्त रूप से शिक्षित और पार कर जाता है, जानता है कि जैविक उत्प्रेरक कौन-से कहलाते हैं। शरीर में एंजाइम्स एक कड़ाई से विशिष्ट विशेषज्ञता है इसलिए, प्रत्येक प्रक्रिया के लिए, कोई इसकी उत्प्रेरित एजेंट को नाम दे सकता है
इसलिए, शरीर के सभी एंजाइमों को कई समूहों में विभाजित किया जा सकता है:
- उदाहरण के लिए, ऑक्सिडेडक्टेज़, कैटैलस या अल्कोहल डिहाइड्रोजनेज;
- स्थानांतरण - कनेज;
- Hydrolases, पाचन के लिए महत्वपूर्ण: पेप्सिन, amylase, लाइपोप्रोटीन lipase, एस्ट्रैस और अन्य;
- Ligases, उदाहरण के लिए, डीएनए पोलीमरेज़;
- आइसोमेरेस;
- lyase।
चूंकि ये सभी यौगिक प्रोटीन प्रकृति के हैं, साथ ही संरचना में विटामिन की जटिलता भी है, शरीर के तापमान में वृद्धि संरचना के विकृति से भरा है, और परिणामस्वरूप सभी जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं की समाप्ति। इस मामले में, शरीर मृत्यु के करीब है। इसलिए, बीमारी के दौरान उच्च शरीर का तापमान गिराया जाना चाहिए
उद्योग में प्रोटीन उत्प्रेरक का उपयोग
अक्सर विभिन्न उद्योगों में एंजाइमों का उपयोग किया जाता है:
- रासायनिक;
- कपड़ा;
- भोजन।
अलमारियों पर आप साफ-सफाई उत्पादों और वॉशिंग पाउडर को एंजाइम देख सकते हैं - इन एंजाइम हैं जो कपड़े धोने की गुणवत्ता में सुधार करते हैं।
हमें जैविक उत्प्रेरक की आवश्यकता क्यों है?
उनके महत्व को अधिक महत्व देना मुश्किल है आखिरकार, वे न केवल जीवित जीवों को जीवित रहने, श्वास लेने, खाने, चयापचय करने की अनुमति नहीं देते हैं, बल्कि औद्योगिक कचरे को नष्ट करने, दवाइयां प्राप्त करने, पर्यावरण की सुरक्षा और सुरक्षा की रक्षा के लिए भी सक्षम हैं।
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