主な違い – 触媒 vs 酵素
触媒と酵素は、反応によって変化することなく、反応速度を増加させる物質です。
触媒には、酵素と無機触媒の2種類があります。
酵素は生物学的触媒の一種である。
触媒と酵素の主な違いは、触媒が化学反応の速度を増加させる物質であるのに対し、酵素は生化学反応の速度を増加させることができる球状のタンパク質であることである。
無機触媒には鉱物イオンや低分子が含まれる。
これに対し、酵素は3次元構造を持つ複雑な高分子です。
酵素は特異的で、穏やかな条件下で働く。
カタリストとは
触媒とは、化学反応をより速い速度で、または異なる条件で起こせるようにする物質です。
一般に、反応に必要な触媒はごく少量です。
一般に、触媒は、反応に別の経路を導入することにより、反応の活性化エネルギーを減少させます。
触媒は基質と反応し、低エネルギー状態にある一時的な中間体を形成する。
触媒には、無機触媒と酵素の2種類があります。
触媒が反応の活性化エネルギーに及ぼす影響を図1に示す。
図1：触媒が反応の活性化エネルギーに与える影響
無機触媒
無機触媒には、遷移金属と遷移金属酸化物があります。
遷移金属は広い特異性からなる。
遷移金属は、化学反応に便利な面積の表面を提供し、異なる経路で化学反応を起こします。
この異なる経路は、化学反応の活性化エネルギーを低下させる。
金属触媒は、一般に表面積の大きな微粉末として使用されます。
無機系触媒は、物質の性質によって、均一系触媒と不均一系触媒に分類される。
図2：酸化バナジウム
均一系触媒は、その基質と同じ相にある。
例えば、気体相の基材は気体相の触媒で触媒作用を発揮する。
不均一系触媒は、基質と同相ではない。
例えば、鉄は窒素と水素からアンモニアを製造するために使用される金属です。
白金は、アンモニアから硝酸を製造するのに使われる。
酸化バナジウムは、硫酸の製造に使われる。
図2に酸化バナジウム(V)粉末を示す。
エンザイムとは
酵素とは、生物が体温で細胞内の生化学反応を触媒するために作り出す生体高分子です。
酵素の働きは、生命の維持に欠かせないものです。
生体内で起こるすべての生化学反応は、触媒に依存している。
現在までに約4,000種類の酵素の働きが知られている。
酵素は体温やpHなどの穏やかな条件下で作用する。
生体内で物質を作ったり分解したりする反応を触媒している。
酵素の働きは非常に特殊です。
酵素の多くは、分子量の大きい球状タンパク質で構成されている。
球状タンパク質は、複数のタンパク質の複合体に再配列される。
酵素の中には、その作用のために補酵素の助けを必要とするものがある。
補酵素は、Mg2+、Fe2+、Zn2+、Mn2+などの無機イオンや、補酵素と呼ばれる有機小分子です。
補酵素が酵素に結合することで、酵素は阻害されたり活性化されたりする。
酵素は、触媒する反応の種類によって6種類に分類される。
酸化還元酵素、転移酵素、リアーゼ、ヒドロラーゼ、リガーゼ、イソメラーゼです。
図3は、マルトースをグルコース2分子に変換するグリコシダーゼの例です。
触媒と酵素の類似点
- 触媒も酵素も活性化エネルギーを低下させることにより、化学反応の速度を増加させる。
- 触媒も酵素も、反応によって変化することはない。
- 触媒も酵素も基質と一時的に結合する。
- 触媒と酵素は、前進反応と後退反応の両方の速度を増加させる。
- 触媒も酵素も反応の平衡定数に影響を与えない。
触媒と酵素の違い
定義
触媒。
触媒とは、永久的な化学変化を起こすことなく、化学反応の速度を増加させる物質です。
酵素：酵素は、生物によって生成される生体分子であり、体温で特定の生化学的反応を触媒する。
相関関係
触媒のこと。
触媒には、無機触媒と酵素があります。
酵素：酵素は触媒の一種である。
タイプ
触媒：無機触媒は、鉱物イオンや低分子です。
酵素：酵素は球状のタンパク質です。
サイズ差
触媒：無機触媒は基質分子と同程度の大きさです。
酵素：酵素は基質分子よりかなり大きい。
分子量
触媒：無機触媒は分子量が小さい。
酵素：酵素は分子量が大きい。
アクション
触媒：無機触媒は物理的な反応に作用する。
酵素：酵素は生化学的な反応に作用する。
効率性
触媒：無機触媒は効率が悪い。
酵素：酵素は効率が高い。
特異性
触媒: 無機触媒は、多様な反応の速度を増加させることができる。
酵素: 酵素は特定の反応のみを促進することができる。
レギュレーター分子
触媒のこと。
無機触媒の機能は、調節因子分子によって制御されない。
酵素：酵素の機能は、調節因子分子が酵素に結合することによって調節することができる。
温度
触媒：無機触媒は高温で機能する。
わずかな温度変化には影響されない。
酵素：酵素はある一定の温度で活動する。
低温では不活性で、高温では変性してしまう。
pH
触媒：無機触媒は、わずかなpHの変化には影響を受けない。
酵素。
酵素は特定の範囲のpHでのみ作用する。
圧力
触媒。
一般的に無機触媒は高圧で使用される。
酵素：酵素は常圧で使用される。
プロテインポイズン
触媒 タンパク質毒は、無機触媒に影響を与えない。
酵素 酵素は蛋白質毒で毒殺されることがあります。
短波放射
触媒 短波放射は無機触媒に影響を与えない。
酵素。
酵素：短波放射は、酵素を変性させることができる。
例
触媒。
無機触媒：酸化バナジウム（V）、鉄、白金などが挙げられる。
酵素：アミラーゼ、リパーゼ、グルコース-6-ホスファターゼ、アルコールデヒドロゲナーゼ、アミノトランスフェラーゼなどが挙げられる。
結論
触媒や酵素は、活性化エネルギーを低下させることで化学反応の速度を上げる物質です。
ただし、反応の影響を受けたり変化したりすることはない。
触媒には、無機触媒と酵素があります。
無機触媒は金属イオンや低分子で、生体の外に出て化学反応を触媒する。
酵素は生体高分子であり、生体内で特定の生化学反応を触媒する。
酵素は穏やかな条件下でのみ機能する。
触媒と酵素の主な違いは、触媒の形態、基質、および反応の触媒様式です。
