Как устроен катализатор
Следует подчеркнуть, что сближение и ориентация частиц требуют весьма сложной организации катализатора. Чтобы нагляднее представить себе, о чем идет речь, рассмотрим простой пример. Поместим в сосуд, скажем, металлический, равное количество гаек и болтов с одинаковой резьбой. Закроем сосуд крышкой и начнем его интенсивно трясти. Видимо, каждый скажет: в этом случае маловероятно, чтобы гайка навинтилась на болт хотя бы на* один-два оборота. Поступим теперь по-другому. Просто возьмем болт в одну руку, гайку в другую и навинтим гайку на болт. Если все в порядке с резьбой, эта операция не потребует много времени. Главное, что мы сделали при этом, – сблизили и сориентировали один предмет относительно другого и придали им необходимое относительное перемещение.
Как же должен быть устроен катализатор, действующий по такому принципу? Умозрительно вместо рук можно использовать «щипцы» молекулярного размера, «захватывающие» реагирующие частицы нужным образом. Может ли эта схема быть реализована? Да, «молекулярные щипцы» – это простейшая форма ферментов. Что же представляет собой молекула фермента и каким образом в его функциях реализуется принцип «молекулярных щипцов», который, как мы видим, может быть сформулирован чисто умозрительно?
Наше описание будет опираться на результаты почти столетнего периода изучения структуры и функций ферментов. Особенно крупные успехи в этой области были получены на протяжении последних сорока лет. Сегодня имеется возможность не только выделить любой фермент в абсолютно чистом виде, но и четко установить его полную молекулярную структуру в трехмерном изображении. Для этого используют метод рентгеноструктурного анализа.