酶如何降低降低化学反应活化能

酶如何降低降低化学反应活化能

请回答详细原因及原理,

问答/240℃/2024-07-11 22:08:06

优质解答：

催化机理

酶的催化机理和一般化学催化剂基本相同,也是先和反应物（酶的底物）结合成络合物,通过降低反应的能来提高化学反应的速度,在恒定温度下,化学反应体系中每个反应物分子所含的能量虽然差别较大,但其平均值较低,这是反应的初态.

S（底物）→P（产物）这个反应之所以能够进行,是因为有相当部分的S分子已被激活成为活化（过渡态）分子,活化分子越多,反应速度越快.在特定温度时,化学反应的活化能是使1摩尔物质的全部分子成为活化分子所需的能量（千卡）.

酶（E）的作用是：与S暂时结合形成一个新化合物ES,ES的活化状态（过渡态）比无催化剂的该化学反应中反应物活化分子含有的能量低得多.ES再反应产生P,同时释放E.E可与另外的S分子结合,再重复这个循环.降低整个反应所需的活化能,使在单位时间内有更多的分子进行反应,反应速度得以加快.如没有催化剂存在时,过氧化氢分解为水和氧的反应（2H2O2→2H2O+O2）需要的活化能为每摩尔18千卡（1千卡=4.187焦耳）,用过氧化氢酶催化此反应时,只需要活化能每摩尔2千卡,反应速度约增加10^11倍.

再问： 为什么“ES的活化状态（过渡态）比无催化剂的该化学反应中反应物活化分子含有的能量低得多”？

再答： 我们知道，化学反应发生时，首先是分子解离成原子，然后是原子在重组成分子。当分子全部解离成原子时的状态，就是活化态（也成为过渡态）。分子解离越困难则过渡态是的能量越高，也就是越不易解离；但是当假如催化剂（比如酶）后，催化剂表面为分子提供了很多的结合点（即接触位点）从而促进了分子的解离，也就降低了活化能，从而加快了反应。

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