En enzymatisk reaktion er en kemisk eller biokemisk reaktion katalyseret af et enzym . I bakterie-, svampe-, dyre- og planteorganismer er enzymatiske processer essentielle katalytiske mekanismer i mange essentielle eller vitale biokemiske processer (f.eks. Hos dyr: næsten øjeblikkelig hydrolyse af neurotransmitteren acetylcholin af enzymet acetylcholinesterase . Kvantbiologi har for nylig vist, at effektiviteten og hurtigheden af enzymatiske processer (som i tilfælde af olfaction og magnetodetection ) forklares delvist ved brug af kvanteeffekter ( tunneleffekt i dette tilfælde) af Alive .
En enzymatisk reaktion finder sted i to faser:
Det blev først antaget, at bindingen af substratet / substraterne var mere eller mindre specifik afhængigt af enzymet; genkendelsen mellem substrat og enzym finder sted simpelthen i henhold til substratets konformation og kemiske sammensætning. Pauling skabte udtrykket "forbedret overgangstilstandsteori" , ordet "forbedret", der beskriver den præferentielle karakter af bindingen mellem enzym og substrat, en binding, der kun med vanskelighed kan imiteres eller erstattes.
Imidlertid kommer denne forklaring op mod den bemærkelsesværdige effektivitet (meget høj hastighed) af den enzymatiske overgang (eksperimentelt var reaktionshastigheden for molekyler i opløsning i et enzymatisk miljø op til 1025 gange større end hvis molekylerne reagerede i henhold til konventionelle mekanismer. kemi, klassisk mekanik eller enhver klassisk teori om overgangstilstande, og nogle enzymer er aktive ved omgivende eller lave temperaturer, forbløffende set fra klassisk fysiks synspunkt.
Så tidligt som i 1966 DeVault & Chance opdaget, at en tunnel effekt forekommer i enzymer.
I Chromatium vinsosum , en cyanobakterie (fotosyntetisk bakterie), initierer oxidationen induceret af lysets indvirkning på cytokrom overførsel af elektroner fra cytokrom (donor) til bakteriochlorophyll kendt som BChl (acceptor). Denne overførsel kunne let forklares, hvis "donor" og "acceptor" -molekylerne var i umiddelbar nærhed (inden for området Van der Waals-kræfter ), men i virkeligheden, i modellen for klassisk kemi, overførsel af elektroner fra cytokrom ved BChl forhindres af en isolerende barriere. Imidlertid er det kendt, at oxidation ved høje temperaturer afhænger af temperaturen; hastighederne er hurtigere ved højere temperaturer, hvilket forklares ved, at der er en aktiveringsbarriere at overvinde, men i tilfælde af enzymer, ved lave temperaturer (4–100 K), spiller temperaturen ikke længere nogen rolle, og reaktionen fortsætter uden den kinetiske energi "krævet" for at overvinde TST-aktiveringsbarrieren.
Vi viste derefter med spor og derefter bevis for, at dette kun kan gøres gennem en kvantetunnel . I 1970'erne kan vi især observere isotoperne af brint for at bekræfte, at kvantetunneler fungerer i enzymatiske reaktioner.
I tilfældet med cyanobakterierne nævnt ovenfor tillader denne " kvantetunnel " bakterierne at aktivere og forbedre en katalytisk reaktionshastighed til de laveste energipriser og meget hurtigt. Lys, der rammer cytokromet, aktiverer en elektrontunnel. I 1986 blev et lignende fænomen observeret i Rhodopseudomonas sphaeroides . Lignende observationer vil derefter blive foretaget i enzymatiske reaktioner fra pattedyr.
Den enzymatiske aktivitet udtrykker den mængde substrat, der katalyseres pr. Tidsenhed takket være et defineret kvantum enzym.
Enheden med enzymatisk aktivitet U udtrykt i µmol / min eller i kat (mol / s).
Der er ikke-standardiserede enheder, i virkeligheden er det ikke muligt at definere en mol af stivelse eller af glycosaminoglycan , for eksempel mg / anvendes min.