Skillnad mellan katalysator och enzym

Huvudskillnad - katalysator mot enzym

Katalysator och enzym är två ämnen som ökar reaktionshastigheten utan att förändras av reaktionen. Det finns två typer av katalysatorer som enzymer och oorganiska katalysatorer. Enzymer är en typ av biologiska katalysatorer. De huvudskillnad mellan katalysator och enzym är det katalysator är ett ämne som ökar hastigheten på en kemisk reaktion medan enzymet är ett globalt protein som kan öka graden av biokemiska reaktioner. De oorganiska katalysatorerna innefattar mineraljoner eller små molekyler. Däremot är enzymer komplexa makromolekyler med 3D-strukturer. Enzymer är specifika och arbetar i milda förhållanden.

Viktiga områden som omfattas

1. Vad är en katalysator
      - Definition, egenskaper, exempel
2. Vad är ett enzym
      - Definition, egenskaper, exempel
3. Vad är likheterna mellan katalysator och enzym
      - Översikt över gemensamma funktioner
4. Vad är skillnaden mellan katalysator och enzym
      - Jämförelse av viktiga skillnader

Nyckelord: Aktivering Energi, biologiska reaktioner, katalysator, kemiska reaktioner, kofaktorer, enzym, oorganiska katalysatorer, pH, reaktionshastighet, temperatur

Vad är en katalysator

En katalysator är en substans som tillåter kemiska reaktioner att ske antingen i snabbare takt eller under olika förhållanden. Typiskt krävs en mycket liten mängd katalysatorer för en reaktion. I allmänhet minskar katalysatorerna aktiveringsenergin av en reaktion genom införande av en alternativ väg till reaktionen. Katalysatorer reagerar med substratet för att bilda en tillfällig mellanprodukt i låg energitillstånd. De två typerna av katalysatorer är oorganiska katalysatorer och enzymer. Effekten av en katalysator på aktiveringsenergin hos en reaktion visas i Figur 1.

Figur 1: Effekt av en katalysator på aktiveringsenergin hos en reaktion

Oorganiska katalysatorer

Oorganiska katalysatorer kan antingen vara en övergångsmetall eller en övergångsmetalloxid. Övergångsmetallerna består av en bred specificitet. De ger en lämplig yta för att den kemiska reaktionen ska ske i olika vägar. Denna olika väg sänker aktiveringsenergin för kemiska reaktionen. Metallkatalysatorer används i allmänhet som fina pulver med en större ytarea. Oorganiska katalysatorer kan klassificeras baserat på substansens natur som homogena katalysatorer och heterogena katalysatorer.

Figur 2: Vanadin (V) oxid

Homogena katalysatorer befinner sig i samma fas med substratet. Exempelvis katalyseras gasfas-substraten av gasfas-katalysatorer. De heterogena katalysatorerna ligger inte i samma fas som substraten. Till exempel är järn en metall som används för att producera ammoniak från kväve och väte. Platina används för att producera salpetersyra från ammoniak. Vanadin (V) oxid används för framställning av svavelsyra. Vanadin (V) oxidpulver visas i figur 2. 

Vad är ett enzym

Ett enzym är en biologisk makromolekyl som produceras av levande organismer för att katalysera den biokemiska reaktionen inuti cellen vid kroppstemperaturer. Funktionen av ett enzym är oumbärligt för livets upprätthållande. All biokemisk reaktion som uppstår i levande organismer beror på katalysatorer. Hittills är åtgärden av cirka 4 000 enzymer välkända. Enzymer verkar i milda förhållanden som kroppstemperatur och pH. De katalyserar reaktionerna vid byggande och nedbrytning av material i levande organismer. Enzymens funktion är mycket specifik. De flesta enzymerna består av globala proteiner med hög molekylvikt. De globala proteinerna omplaceras i multi-protein-komplex. Vissa enzymer kräver hjälp av kofaktorer för deras åtgärder. Cofaktorer är oorganiska joner, såsom Mg²⁺, fe²⁺, Zn²⁺, och Mn²⁺ eller små organiska molekyler som kallas koenzymer. Enzymet kan inhiberas eller aktiveras genom bindning av kofaktorer till enzymet.

Figur 3: Glukosidasenzym

Enzymer klassificeras i sex typer baserat på den typ av reaktion de katalyserar. De är oxidoreductaser, transferaser, lyaser, hydrolaser, ligaser och isomeraser. Enzymplykosidaset, som omvandlar maltos till två glukosmolekyler, visas i figur 3. 

Likheter mellan katalysator och enzym

• Både katalysator och enzym ökar hastigheten på en kemisk reaktion genom att sänka aktiveringsenergin.
• Både katalysator och enzym förändras inte genom reaktionen.
• Både katalysator och enzym temporärt binder till deras substrat.
• Hastigheten för både framåt och bakåtreaktioner ökar med katalysatorer och enzymer.
• Både katalysator och enzym har ingen effekt på reaktionens jämviktskonstant.

Skillnad mellan katalysator och enzym

Definition

Katalysator: En katalysator är en substans som ökar hastigheten på en kemisk reaktion utan att genomgå någon permanent kemisk förändring.

Enzym: Ett enzym är en biologisk molekyl som produceras av levande organismer, som katalyserar en specifik biokemisk reaktion vid kroppstemperaturer.

Korrelation

Katalysator: Katalysator kan vara antingen oorganiska katalysatorer eller enzymer.

Enzym: Enzymer är en typ av katalysator.

Typ

Katalysator: Oorganiska katalysatorer är mineraljoner eller små molekyler.

Enzym: Enzymer är globulära proteiner.

Storleksskillnad

Katalysator: Oorganiska katalysatorer har liknande storlek som substratmolekylerna.

Enzym: Enzymer är ganska större än substratmolekylerna.

Molekylvikt

Katalysator: Oorganiska katalysatorer har låg molekylvikt.

Enzym: Enzymer har en hög molekylvikt.

Verkan

Katalysator: Oorganiska katalysatorer verkar på fysiska reaktioner.

Enzym: Enzymer agerar på biokemiska reaktioner.

Effektivitet

Katalysator: Oorganiska katalysatorer är mindre effektiva.

Enzym: Enzymer är mycket effektiva.

specificitet

Katalysator: Oorganiska katalysatorer kan öka frekvensen av en mångfald uppsättning reaktioner.

Enzym: Enzymer kan bara öka frekvensen av en specifik reaktion.

Regulatormolekyler

Katalysator: Funktionen hos oorganiska katalysatorer styrs inte av regulatormolekyler.

Enzym: Enzymens funktion kan regleras genom bindning av regulatormolekyler med enzymet.

Temperatur

Katalysator: Oorganiska katalysatorer fungerar vid höga temperaturer. De är inte känsliga för små temperaturförändringar.

Enzym: Enzymer arbetar vid en viss temperatur. Vid låga temperaturer är de inaktiva och vid höga temperaturer blir de denaturerade.

pH

Katalysator: Oorganiska katalysatorer är inte känsliga för små förändringar i pH.

enzymer: Enzymer fungerar endast vid ett visst pH-värde.

Tryck

Katalysator: Typiskt arbetar oorganiska katalysatorer vid högt tryck.

Enzym: Enzymer arbetar vid normalt tryck.

Proteinförgiftningar

Katalysator: Proteinförgiftningar har ingen effekt på de oorganiska katalysatorerna.

enzymer: Enzymer kan förgiftas med proteinförgiftningar.

Kortvågsstrålning

Katalysator: Kortvågsstrålning har ingen inverkan på de oorganiska katalysatorerna.

enzymer: Enzymer kan denatureras genom kortvågstrålning.

exempel

Katalysator: Vanadin (V) oxid, järn och platina är exempel på oorganiska katalysatorer.

Enzym: Amylas, lipas, glukos-6-fosfatas, alkoholdehydrogenas och aminotransferaser är exemplen på enzymer.

Slutsats

Katalysator och enzym är ämnen som ökar hastigheten på en kemisk reaktion genom att sänka aktiveringsenergin. De påverkas dock inte eller förändras av reaktionen. Katalysatorer kan vara antingen oorganiska katalysatorer eller enzymer. Oorganiska katalysatorer är metalljoner eller små molekyler, som katalyserar de kemiska reaktionerna ur de levande organismerna. Enzymer är biologiska makromolekyler, som katalyserar specifika biokemiska reaktioner inuti de levande organismerna. Enzymer fungerar endast under milda förhållanden. Huvudskillnaden mellan katalysator och enzym är formen av katalysatorerna, substraten och deras sätt att katalysera reaktioner.

Referens:

1. "Vad är en katalysator?" Skolkemi, tillgänglig här. Åtkomst 18 Aug 2017.
2. "Vad är ett enzym?" Om enzymer | AMANO, Tillgänglig här. Åtkomst 18 Aug 2017.
3. Phillips, Theresa. "Definiera enzymstruktur och funktion." Balansen, tillgänglig här. Åtkomst 18 Aug 2017.

Image Courtesy:

1. "CatalysisScheme" Av Ingen maskinläsbar författare. Rökfoot antogs. Egent arbete antaget (baserat på upphovsrättskrav) (Public Domain) via Commons Wikimedia
2. "Vanadiumpentoxidpulver" Av W. Oelen - (CC BY-SA 3.0) via Wikimedia Commons
3. "Glucosidasenzym" Av Thomas Shafee - Egent arbete (CC BY-SA 4.0) via Wikimedia Commons