Katalis vs. Enzim

Enzim dan katalis keduanya mempengaruhi laju reaksi. Faktanya, semua enzim yang dikenal adalah katalis, tetapi tidak semua katalis adalah enzim. Perbedaan antara katalis dan enzim adalah bahwa enzim sebagian besar bersifat organik dan bersifat bio-katalis, sedangkan katalis non-enzimatik dapat berupa senyawa anorganik. Baik katalis maupun enzim tidak dikonsumsi dalam reaksi yang dikatalisasi.

Untuk kesederhanaan, katalis dalam artikel ini mengacu pada katalis non-enzimatik agar mudah dibedakan dari enzim.

Grafik perbandingan

Bagan perbandingan katalis versus Enzim
Katalisator Enzim
FungsiKatalis adalah zat yang meningkatkan atau mengurangi laju reaksi kimia tetapi tetap tidak berubah.Enzim adalah protein yang meningkatkan laju reaksi kimia mengubah substrat menjadi produk.
Berat molekulSenyawa dengan berat molekul rendah.Protein globular berbobot molekul tinggi.
JenisAda dua jenis katalis - katalis positif dan negatif.Ada dua jenis enzim - enzim aktivasi dan enzim penghambat.
AlamKatalis adalah molekul anorganik sederhana.Enzim adalah protein kompleks.
Istilah alternatifKatalis anorganik.Katalis organik atau katalis bio.
Tingkat reaksiBiasanya lebih lambatBeberapa kali lebih cepat
KekhususanMereka tidak spesifik dan karenanya menghasilkan residu dengan kesalahanEnzim sangat spesifik menghasilkan sejumlah besar residu yang baik
KondisiSuhu tinggi, tekananKondisi ringan, pH dan suhu fisiologis
Obligasi CC dan CHtidak hadirmenyajikan
Contohvanadium oksidaamilase, lipase
Energi AktivasiMenurunkannyaMenurunkannya

Sejarah Singkat Katalis, Enzim dan Katalisis

Reaksi katalisis telah dikenal manusia selama berabad-abad, tetapi mereka tidak dapat menjelaskan kejadian yang mereka lihat di sekitar mereka seperti, fermentasi anggur menjadi cuka, ragi roti dll. Pada tahun 1812 ahli kimia Rusia Gottlieb Sigismund Constantin Kirchhof mempelajari pemecahan pati menjadi gula atau glukosa dalam air mendidih dengan adanya beberapa tetes asam sulfat pekat. Asam sulfat tetap tidak berubah setelah percobaan dan dapat diperoleh kembali. Pada tahun 1835 ahli kimia Swedia Jöns Jakob Berzelius mengusulkan nama ' katalisis' dari istilah Yunani, 'kata' yang berarti turun dan 'lyein' yang berarti longgar.

Setelah reaksi katalisis dipahami, para ilmuwan menemukan banyak reaksi yang mengubah laju kehadiran katalis . Louis Pasteur menemukan bahwa ada beberapa faktor yang mengkatalisasi eksperimen fermentasi gula dan yang hanya aktif dalam sel hidup. Faktor ini kemudian diistilahkan sebagai 'enzim' oleh ahli fisiologi Jerman Wilhelm Kühne pada tahun 1878. Enzim berasal dari kata Yunani yang berarti 'dalam ragi'. Pada tahun 1897, Eduard Buchner menamakan enzim yang difermentasi sukrosa sebagai zymase. Eksperimennya juga membuktikan bahwa enzim dapat berfungsi di luar sel hidup. Akhirnya struktur dan fungsi berbagai enzim mengkatalisasi fungsi-fungsi penting ditemukan.

Struktur Katalis dan Enzim

Katalis adalah zat apa pun yang dapat menyebabkan perubahan signifikan pada laju reaksi kimia. Jadi itu bisa menjadi unsur murni seperti nikel atau platinum, senyawa murni seperti Silika, Mangan Dioksida, ion terlarut seperti ion Tembaga atau bahkan campuran seperti Besi-Molibdenum. Katalis yang paling umum digunakan adalah asam proton dalam reaksi hidrolisis. Reaksi redoks dikatalisis oleh logam transisi dan platinum digunakan untuk reaksi yang melibatkan hidrogen. Beberapa catlayst terjadi sebagai prekatalis dan dikonversi menjadi katalis selama reaksi berlangsung. Contoh khas adalah katalis Wilkinson - RhCl (PPh 3 ) 3 yang kehilangan satu ligan triphenylphosphine saat mengkatalisasi reaksi.

Enzim adalah protein globular dan dapat terdiri dari 62 asam amino (4-oxalocrotonate) dengan ukuran 2.500 asam amino (fatty acid synthase). Ada juga ada enzim berbasis RNA yang disebut ribozim . Enzim bersifat spesifik untuk media dan biasanya lebih besar dari substratnya masing-masing. Hanya sebagian kecil dari enzim yang mengambil bagian dalam reaksi enzimatik. Situs aktif adalah tempat substrat berikatan dengan enzim untuk memfasilitasi reaksi. Faktor lain seperti faktor co, produk langsung, dll juga memiliki situs pengikatan spesifik pada enzim. Enzim dibuat dari rantai panjang asam amino yang saling melipat sehingga menimbulkan struktur globular. Urutan asam amino memberikan enzim spesifisitas substratnya. Panas dan bahan kimia dapat mengubah sifat suatu enzim.

Perbedaan dalam Mekanisme Reaksi

Baik katalis dan enzim menurunkan energi aktivasi suatu reaksi sehingga meningkatkan laju reaksi.

Katalis dapat bersifat positif (meningkatkan laju reaksi) atau negatif (menurunkan laju reaksi). Mereka bereaksi dengan reaktan dalam reaksi kimia untuk menghasilkan zat antara yang akhirnya melepaskan produk dan meregenerasi katalis. Pertimbangkan reaksi mana

C adalah Katalisator

A dan B adalah reaktan dan

P adalah Produk.

Reaksi kimia katalitik yang khas adalah:

A + CAC

B + ACABC

ABCPC

PCP + C

Katalis diregenerasi pada langkah terakhir meskipun dalam langkah-langkah menengah telah diintegrasikan dengan reaktan.

Reaksi enzimatik terjadi dalam banyak cara:

  • Menurunkan energi aktivasi dan menimbulkan keadaan transisi yang stabil biasanya dicapai dengan mengubah bentuk substrat.
  • Menurunkan energi keadaan transisi tanpa mengubah media.
  • Pembentukan sementara kompleks substrat enzim dan dengan demikian menyediakan jalur alternatif untuk melanjutkan reaksi.
  • Mengurangi entropi reaksi.
  • Meningkatkan suhu.

Mekanisme aksi enzimatik mengikuti model fit yang diinduksi seperti yang disarankan oleh Daniel Koshland pada tahun 1958. Menurut model ini, substrat dicetak ke dalam enzim dan dapat ada sedikit perubahan bentuk pada enzim dan substrat ketika substrat mengikat dirinya sendiri di situs aktif enzim untuk membentuk kompleks substrat enzim.

Contoh-contoh Reaksi Berbantuan Katalis dan Enzim

Konverter katalitik yang digunakan dalam mobil adalah perangkat yang menghilangkan gas yang menyebabkan polusi dari sistem pembuangan mobil. Platinum dan Rhodium adalah katalis yang digunakan di sini yang memecah gas berbahaya menjadi yang tidak berbahaya. Misalnya nitrogen oksida diubah menjadi nitrogen dan oksigen di hadapan sejumlah kecil Platinum dan Rhodium.

Enzim amilase membantu pencernaan konversi pati kompleks menjadi sukrosa yang lebih mudah dicerna.

Aplikasi Industri

Katalis digunakan dalam pemrosesan energi; produksi bahan kimia massal; bahan kimia halus; dalam produksi margarin dan di lingkungan di mana mereka memainkan peran penting radikal bebas klorin dalam pemecahan ozon.

Enzim digunakan dalam pengolahan makanan; makanan bayi; pembuatan bir; jus buah; produksi susu; industri tepung, kertas dan bio fuel; make-up, pembersihan lensa kontak; karet dan fotografi dan biologi molekuler.

Artikel Terkait