ปฏิกิริยาเคมีในเซลล์ของสิ่งมีชีวิต

   ปฏิกิริยาเคมีในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตมีทั้งการสังเคราะห์และการสลายสารชีวโมเลกุล ซึ่งเกี่ยวข้องกับการใช้พลังงานเคมีและการผลิตพลังงานเคมีของเซลล์ เมื่อเกิดปฏิกิริยาเคมี สารตั้งต้นเปลี่ยนแปลงเป็นสารผลิตภัณฑ์ และจะมีการเปลี่ยนแปลงพลังงานควบคู่ไปกับการเปลี่ยนแปลงพันธะเคมีด้วย

          - เซลล์นำสารอาหารไปใช้กระบวนการต่างๆ 

          - กระบวนการต่างๆเหล่านี้จัดเป็น ปฏิกิริยาเคมีในเซลล์ 

ปฏิกิริยาเคมีในเซลล์ของสิ่งมีชีวิต แบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ 

     1.  ปฏิกิริยาคายพลังงาน (Exergonic reaction) หมายถึง ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นแล้วจะปล่อยพลังงานออกมามากกว่าพลังงานกระตุ้นที่ใส่เข้าไป ทำให้พลังงานของสารตั้งต้นมีค่าสูงกว่าพลังงานของผลิตภัณฑ์ 

     2. ปฏิกิริยาดูดพลังงาน (Endergonic reaction) หมายถึง ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นแล้วจะปล่อยพลังงานออกมาน้อยกว่าพลังงานกระตุ้นที่ใส่เข้าไป เช่น การแยกน้ำด้วยไฟฟ้า, การสังเคราะห์ด้วยแสง ทำให้พลังงานของผลิตภัณฑ์มีค่าสูงกว่าพลังงานของสารตั้งต้น 

สร้างคาย 
     - ปฏิกิริยาเคมีที่ "สร้าง" พันธะเคมีขึ้นมาใหม่ 
     - เมื่อ "จบขั้นตอน" แล้วผลรวมของพลังงานในระบบ มีพลังงานที่เหลือจากปฏิกิริยาถูกปลดปล่อย ("คาย") ออกมาให้สิ่งแวดล้อม 

สลายดูด 
     - ปฏิกิริยาเคมีที่มีการ "สลาย" พันธะเคมีไป 
     - เมื่อ "จบขั้นตอน" แล้วผลรวมของพลังงานในระบบ มีการ "ดูด" พลังงานความร้อนจากสิ่งแวดล้อมเข้าไป

องค์ประกอบของปฏิกิริยาเคมี 
     - สารตั้งต้น (Substrate)
     - เอนไซม์ (Enzyme)
     - ผลิตภัณฑ์ (Product)

กลไกการทำงานของเอนไซม์

สมบัติของเอนไซม์
     เป็นสารอินทรีย์ประเภทโปรตีน ทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาเคมีในเซลล์ของสิ่งมีชีวิต โดยการลดระดับพลังงานกระตุ้นลง ทำให้เกิดปฏิกิริยาง่ายขึ้น

     - ก่อนและหลังเกิดปฏิกิริยา เอนไซม์จะไม่เปลี่ยนแปลง
     - เอนไซม์สามารถเร่งปฏิกิริยาเคมีได้อย่างมีประสิทธิภาพ แม้มีปริมาณเพียงเล็กน้อย 
     - เอนไซม์สามารถเร่งปฏิกิริยาได้โดยไม่ต้องใช้อุณหภูมิและความดันสูง 

ปัจจัยที่มีผลต่อการทำงานของเอนไซม์ 

     1. ชนิดของสารที่เอนไซม์ไปควบคุมปฏิกิริยา เอนไซม์แต่ละตัวทำงานเฉพาะสับสเตรตหนึ่งๆ เท่านั้น จะไม่ไปเกี่ยวข้องกับสับสเตรตอื่นๆ 

     2. ความเข้มข้นของสับสเตรต 
          - เมื่อเอนไซม์คงที่ ถ้าเพิ่มความเข้มข้นของสับสเตรตจะทำให้อัตราเร่งปฏิกิริยาเพิ่มขึ้น จนถึงจุดๆ หนึ่งแล้วคงที่ 
          - ถ้าความเข้มข้นของสับสเตรตเข้มข้นเกินไป จะทำให้เอนไซม์หยุดการทำงานได้ 

     3. ความเป็นกรด-เบสของสารละลาย  
          - เอนไซม์จะทำงานได้ดีที่สุดสำหรับค่า pH ค่าหนึ่ง 
          - ถ้าเปลี่ยน pH เล็กน้อยอาจจะทำให้อัตราการเกิดปฏิกิริยาของเอนไซม์ลดหรือเพิ่มขึ้นได้ 
          - ส่วนใหญ่อยู่ในช่วง pH 6 - 7.5

     4. อุณหภูมิ
          - การเพิ่มอุณหภูมิมีผลต่อปฏิกิริยาที่เร่งเอนไซม์ทั้งทางบวกและทางลบ 
          - การเพิ่มอุณหภูมิก็จะทำให้เอนไซม์ ซึ่งเป็นโปรตีนเปลี่ยนสภาพเดิมของมันได้ง่าย 
          - อุณหภูมิที่พอเหมาะอยู่ในช่วงอุณหภูมิ 25–40 ^oC 

     5. ความเข้มข้นของเอนไซม์ สับสเตรตประมาณหนึ่งนั้น ต้องใช้เอนไซม์ประมาณพอเหมาะ ถ้าเอนไซม์มากหรือน้อยไปก็จะทำงานได้ผลไม่เต็มที่

     6. สารกระตุ้น (Activator) 

ตัวยับยั้งเอนไซม์ 
     คือ สารที่ทำให้เอนไซม์เร่งปฏิกิริยาได้ลดลงหรือหยุดชะงัก