Ферме́нты, или энзи́мы , — обычно сложные белковые соединения, РНК (рибозимы) или их комплексы, ускоряющие химические реакции в живых системах. Каждый фермент, свернутый в определённую структуру, ускоряет соответствующую химическую реакцию: реагенты в такой реакции называются субстратами, а получающиеся вещества — продуктами. Ферменты специфичны к субстратам: АТФ-аза катализирует расщепление только АТФ, а киназа фосфорилазы фосфорилирует только фосфорилазу.
Катализа́тор — химическое вещество, ускоряющее реакцию, но не расходующееся в процессе реакции.
Гидри́рование (гидрогениза́ция) — химическая реакция, включающая присоединение водорода к органическому веществу. В ходе данной реакции молекула водорода присоединяется к двойной или тройной связи молекулы. Если в результате гидрирования происходит разрыв связи углерод — углерод или углерод — гетероатом, то такой процесс называется гидрогенолизом.
В биологии активный центр — это область фермента, где молекулы субстрата связываются и подвергаются химической реакции. Активный центр состоит из аминокислотных остатков, которые образуют временные связи с субстратом, и остатков, которые катализируют реакцию этого субстрата. Хотя активный центр занимает только ~ 10-20 % от объёма фермента он является наиболее важной частью, поскольку он непосредственно катализирует химическую реакцию. Обычно активный центр состоит из трех-четырех аминокислот, в то время как другие аминокислоты в белке необходимы для поддержания его третичной структуры.
Алкогольдегидрогеназа (Алкоголь: НАД-оксидоредуктаза, КФ 1.1.1.1) — фермент класса дегидрогеназ, катализирующий окисление спиртов и ацеталей до альдегидов и кетонов в присутствии никотинамид-аденин-динуклеотида (НАД). Алкогольдегидрогеназы (алкоголь-НАД+оксидоредуктазы) являются димерами, состоящими из субъединиц с молекулярным весом около 40000 и содержащими ион цинка Zn2+.
Мицеллы — это агрегаты поверхностно-активных веществ (ПАВ) в коллоидном растворе (золe), состоящие из большого количества амфифильных молекул. Как пример можно привести мицеллы додецилсульфата в воде. Раствор ПАВ, в котором мицеллы находятся в равновесии с одиночными неассоциированными молекулами — мономерами — называется мицеллярным раствором.
Ката́лиз — избирательное ускорение одного из возможных термодинамически разрешённых направлений химической реакции под действием катализатора(ов), который, согласно теории промежуточных соединений, многократно вступает в промежуточное химическое взаимодействие с участниками реакции и восстанавливает свой химический состав после каждого цикла промежуточных химических взаимодействий.
Химическая кинетика или кинетика химических реакций — раздел физической химии, изучающий закономерности протекания химических реакций во времени, зависимости этих закономерностей от внешних условий, а также механизмы химических превращений.
Протеа́зы, протеиназы, протеолитические ферменты — ферменты из класса гидролаз, которые расщепляют пептидную связь —СО—NH— между аминокислотами в белках. Делятся на две группы:
- экзопротеазы — выделяются организмом во внешнюю среду ;
- эндопротеазы — находятся внутри клеток.
Реакция Ди́льса — А́льдера — реакция [4+2]-циклоприсоединения диенофилов и сопряжённых диенов с образованием шестичленного цикла.
Реакции нуклеофильного замещения — реакции замещения, в которых атаку осуществляет нуклеофил — реагент, несущий неподеленную электронную пару. Уходящая группа в реакциях нуклеофильного замещения называется нуклеофуг.
Мицеллярная энзимология — научное направление, заложенное пионерскими работами, выполненными в Московском университете ; исследует характеристики и поведение ферментов, включённых в агрегаты (мицеллы) поверхностно-активных веществ различной структуры, формы и размеров. Такие системы моделируют биомембранное окружение ферментов и позволяют выявить природный потенциал ферментативного катализа, а также проследить пути регуляции структуры и функции ферментов мицеллярной матрицей — фрагментом биомембран.
Кри́стофер Кельк И́нгольд — английский химик, знаменит за свои фундаментальные работы в области физической органической химии. Его новаторские работы в 1920—1930-х годах, посвящённые изучению механизмов реакций и электронной структуре органических соединений, послужили отправной точкой для введения в органическую химию таких понятий как нуклеофил, электрофил, индуктивный и мезомерный эффекты. Ингольд ввел в химию концепты SN1, SN2, E1, и E2 механизмов, предсказал и открыл механизмы гидролиза сложных эфиров карбоновых кислот. Кроме того, он — один из соавторов правил Кана — Ингольда — Прелога. За свою карьеру Ингольд опубликовал свыше 450 статей и писем в научные журналы. Он по праву считается одним из основоположников физической органической химии.
Ири́на Петро́вна Беле́цкая — советский и российский химик-органик. Член-корреспондент Академии наук СССР с 1974 года, академик РАН с 1992 года. Автор более тысячи научных работ, в том числе нескольких монографий.
Активность катализатора, или каталитическая активность — характеристика катализатора, выражающая его свойство ускорять химическую реакцию. Чем выше активность катализатора, тем большей скорости химической реакции можно с помощью данного катализатора добиться.
Ферментативный катализ — это увеличение скорости процесса с помощью биологической молекулы, «фермента». Большинство ферментов представляют собой белки, и большинство таких процессов представляют собой химические реакции. Внутри фермента катализ обычно происходит в локализованном центре, называемом активным центром.
Ферментати́вная кине́тика — зависимость скорости химической реакции от её условий — раздел биохимии, предметом которого являются химические реакции, катализируемые ферментами, изучающий закономерности течения во времени и механизм ферментативных реакций. Ферментативная кинетика занимается исследованием закономерностей влияния химической природы реагентов, количественным изучением эффектов варьирования условий (кинетики) той или иной химической реакции, а также измеряет её скорость. Изучение ферментов позволяет выявить каталитический механизм действия определённого фермента и контролировать его роль в процессе обмена веществ, способного замедлять (ингибировать) или ускорять (активировать) ход химической реакции. Таким образом, кинетические исследования позволяют не только определить сродство и специфичность связывания субстратов и ингибиторов к ферментам, но и найти максимальную скорость процесса, катализируемого специфическим ферментом, а также попутно решить многие другие задачи и возникающие проблемы. При этом, основная часть проблем ферментативной кинетики сводится к:
- анализу предполагаемых схем ферментативных реакций,
- выводу уравнений скорости, соответствующих этим схемам,
- сопоставлению полученных зависимостей с данными эксперимента.
Каталитическая триада — это набор из трех скоординированных аминокислот, которые можно найти в активном центре некоторых ферментов. Каталитические триады чаще всего встречаются в ферментах гидролаз и трансфераз. Триада кислота-основание-нуклеофил является распространенным мотивом для образования нуклеофильного остатка для ковалентного катализа. Остатки образуют сеть реле заряда для поляризации и активации нуклеофила, который атакует субстрат, образуя ковалентный промежуточный продукт, который затем гидролизуется с высвобождением продукта и регенерацией свободного фермента. Нуклеофилом чаще всего является аминокислота серин или цистеин, но иногда треонин или даже селеноцистеин. Трехмерная структура фермента объединяет триадные остатки в точной ориентации, даже если они могут находиться далеко друг от друга в последовательности.
Бори́с Ива́нович Курга́нов — российский биохимик, доктор химических наук, профессор, Заслуженный деятель науки России, лауреат Государственной премии СССР.
Гетерогенный катализ — это катализ, в котором фаза катализатора и фаза реагентов или продуктов являются раздельными. Этим процесс отличается от гомогенного катализа, в котором продукты и катализатор находятся в одной фазе.