Еволюция и самоорганизация на химическите системи
Концепцията за самоорганизация означава подреденост на съществуването на материална динамична, тоест качествено променяща се система. Той отразява особеностите на съществуването на такива системи, които са придружени от изкачването им към все по-високи нива на сложност и системен ред или материална организация.
Картината на химическия свят е много ясно доказателство за избора на елементи. Сега са известни около 8 милиона химични съединения. 96% от тях са създадени от природата от 6-18 основни елемента (Na, K, Ca, Mg, Fe, Si, Al, Cl, Cu, Zn), а от останалите 95 елемента на периодичната таблица природата е създадена само 300 000 неорганични съединения.
Определящите фактори при избора са изискванията за съвпадение между строителния материал и обектите с високо организирана структура. От химическа гледна точка такива изисквания се свеждат до избора на елементи, способни да образуват силни и енергоемки химически връзки и лабилни, тоест лесно подлежащи на хомолиза, хетеролиза или циклично разпределение. Следователно въглеродът е органоген номер 1.
В хода на еволюцията бяха избрани онези структури, които допринесоха за рязко увеличаване на активността и селективността на действието на каталитичните групи.
В ранните етапи на химическата еволюция катализът напълно липсва. Условията на високи температури, електрически разряди и радиация предотвратиха образуването на кондензирано състояние. Първите прояви на катализа започват с омекотяване на условията и образуване на първични тела. Ролята на катализатора се увеличава, когато физическите условия се приближават до земните. Но ролята на катализатора, до образуването на повече или по-малко сложни органични молекули, остава незначителна. Появата на такива сравнително неусложнени системи като CHOH и още повече на аминокиселините и първичните захари беше един вид некаталитична подготовка за началото на основната катализа. Ролята на катализа в развитието на химичните системи след достигане на изходно състояние започва да се увеличава сравнително бързо. Изборът на активни съединения се е случил в природата от тези продукти, които са получени чрез относително голям брой химически методи и имат широк каталитичен спектър.
Химични процеси и жизнени процеси. Катализа. Ензими. Овладяване на каталитичния опит на дивата природа.
Ролята на ензимите в жизнения процес е водеща (ферментологията е основният клон на знанието за жизнените процеси, чийто основен предмет е изучаването на ферментацията). Тази идея е предложена за първи път от Луи Пастьор. Установено е, че едни и същи физични и химични закони управляват както абиогенните процеси, така и жизнените процеси. От друга страна е доказана изключителната специфичност на живите същества, която (на молекулярно ниво) се състои в значителна разлика в принципите на действие на катализаторите и ензимите, в разликата в механизмите на образуване на полимери и биополимери.
Катализа - увеличаване на скоростта на химичното вещество. реакции в присъствието на катализатори. Повечето от процесите, протичащи в живите организми, са каталитични.
Ензими - биол. катализатори, присъстващи във всички живи клетки. Те извършват трансформацията на вещества в тялото, като по този начин регулират неговия метаболизъм. От хим. естеството на протеина. Всеки тип ензим катализира превръщането на определени неща в.
1-ви начин за овладяване на каталитичен. опит на живата природа - развитието на научните изследвания в областта на металната комплексна катализа с постоянен фокус върху съответните обекти на живата природа (К. Циглер)
2-ри начин - моделиране на биокатализатори (ензими).
Третият начин е свързан с химията на обездвижените системи. Същността на имобилизацията е фиксирането на ензими, изолирани от жив организъм върху твърда повърхност чрез адсорбция.