Entsymaattinen reaktio on kemiallinen tai biokemiallinen reaktio , jota katalysoi entsyymi . Bakteeri-, sieni-, eläin- ja kasvi- organismeja, entsymaattiset prosessit ovat keskeisiä katalyyttinen mekanismeja monissa eteerisissä tai elintärkeä biokemiallisten prosessien (esim eläimet: lähes hetkellinen hydrolyysi on välittäjäaine asetyylikoliinin entsyymin asetyylikoliiniesteraasi . Quantum biologia on äskettäin osoittanut, että tehokkuus ja nopeus entsymaattisten prosessien (kuten tapauksissa hajuaistin ja magnetodetection ) selittyy osittain käyttämällä kvantti-ilmiöiden ( tunneli vaikutus tässä tapauksessa), jonka Alive .
Entsymaattinen reaktio tapahtuu kahdessa vaiheessa:
Ensin oletettiin, että substraatin (substraattien) sitoutuminen oli enemmän tai vähemmän spesifinen entsyymistä riippuen; substraatin ja entsyymin välinen tunnistus suoritetaan yksinkertaisesti substraatin konformaation ja kemiallisen koostumuksen mukaan. Pauling keksi ilmaisun "parannettu siirtymätilan teoria" , sana "parannettu" kuvaa entsyymin ja substraatin välisen sidoksen ensisijaista luonnetta, sidosta, jota voidaan jäljitellä tai korvata vain vaikeuksin.
Tämä selitys liittyy kuitenkin entsymaattisen siirtymän huomattavaan tehokkuuteen (erittäin suurella nopeudella) (kokeellisesti reaktioiden nopeus molekyylien ollessa liuoksessa entsymaattisessa ympäristössä oli jopa 1025 kertaa suurempi kuin jos molekyylit reagoivat tavanomaisten mekanismien mukaisesti. kemia, klassinen mekaniikka tai mikä tahansa klassinen teoria siirtymätiloista, ja jotkut entsyymit ovat aktiivisia ympäristön tai matalissa lämpötiloissa, hämmästyttäviä klassisen fysiikan näkökulmasta.
Jo 1966 DeVault & Chance havaitsi, että entsyymeissä esiintyy tunnelivaikutusta .
In Chromatium vinsosum , joka on syanobakteeri (fotosynteettinen bakteeri), hapetus aiheuttama toiminnan valon sytokromi käynnistää elektronien siirtoa sytokromi (luovuttaja) on bakterioklorofyllijohdannaisten tunnetaan BChl (akseptori). Tämä siirto selitettäisiin helposti, jos "luovuttaja" ja "vastaanottaja" molekyylit olisivat lähellä ( Van der Waalsin voimien alueella ), mutta todellisuudessa klassisen kemian mallissa elektronien siirto sytokromista BChl estetään eristävällä esteellä. Kuitenkin tiedetään, että hapettuminen korkeissa lämpötiloissa riippuu lämpötilasta; nopeudet ovat nopeammat korkeammissa lämpötiloissa, mikä selittyy sillä, että aktivoitumiseste on voitettava, mutta entsyymien tapauksessa matalissa lämpötiloissa (4–100 K) lämpötilalla ei ole enää merkitystä ja reaktio etenee ilman kineettistä energiaa, jota "tarvitaan" TST-aktivaatioesteen voittamiseksi.
Sitten osoitimme vihjeillä ja sitten todisteilla, että tämä voidaan tehdä vain kvanttitunnelin kautta . Vuonna 1970 , voimme erityisesti tarkkailla vedyn vahvistaa, että kvantti tunnelit ovat työssä entsymaattisten reaktioiden.
Edellä mainittujen syanobakteerien tapauksessa tämä " kvanttitunnelointi " antaa bakteerien aktivoida ja parantaa katalyyttisen reaktionopeutta pienimmillä energiakustannuksilla ja hyvin nopeasti. Sytokromiin osuva valo aktivoi elektronitunnelin. Vuonna 1986 samanlainen ilmiö havaittiin Rhodopseudomonas sphaeroidesissa . Samanlaisia havaintoja tehdään sitten nisäkkäiden entsymaattisissa reaktioissa.
Entsymaattinen aktiivisuus ilmaisee katalysoidun substraatin määrän aikayksikköä määritetyn entsyymikvantin ansiosta.
Entsymaattisen aktiivisuuden yksikkö U ilmaistuna yksikköinä µmol / min tai kat (mol / s).
On ei-standardi yksikköä, itse asiassa se ei ole mahdollista määritellä moolia ja tärkkelystä tai glykosaminoglykaanin , esimerkiksi mg / min on käytetty.