Активация

В химии и биологии , активация – это процесс при котором что-то подготавливается или возбуждается для последующей реакции .

Химия

В химии «активация» относится к обратимому переходу молекулы в почти идентичное химическое или физическое состояние, определяющей характеристикой которого является то, что это результирующее состояние проявляет повышенную склонность подвергаться определенной химической реакции . Таким образом, активация концептуально противоположна защите , при которой результирующее состояние демонстрирует пониженную склонность подвергаться определенной реакции.

Энергия активации ^[1] определяет количество свободной энергии, ( которой должны обладать реагенты помимо энергии покоя), чтобы инициировать их превращение в соответствующие продукты , то есть для достижения переходного состояния реакции. Энергия, необходимая для активации, может быть весьма небольшой, и зачастую она обеспечивается естественными случайными тепловыми колебаниями самих молекул (т. е. без каких-либо внешних источников энергии).

Раздел химии, изучающий эту тему, называется химической кинетикой .

Биология

Биохимия

В биохимии активация, конкретно называемая биоактивацией , — это когда ферменты или другие биологически активные молекулы приобретают способность выполнять свои биологические функции, например, неактивные проферменты превращаются в активные ферменты , которые способны катализировать своих субстратов реакции в продукты . Биоактивация может также относиться к процессу, при котором неактивные пролекарства превращаются в их активные метаболиты, или к токсичности протоксинов в настоящие токсины.

Фермент может быть обратимо или необратимо биоактивирован. Основной механизм необратимой биоактивации заключается в том, что часть белка отрезается путем расщепления, в результате чего образуется фермент, который затем остается активным. Основным механизмом обратимой биоактивации является презентация субстрата , при которой фермент перемещается вблизи своего субстрата. Другая обратимая реакция заключается в том, что кофактор связывается с ферментом, который затем остается активным, пока кофактор связан, и перестает быть активным, когда кофактор удаляется.

При синтезе белка аминокислоты переносятся молекулами транспортной РНК (тРНК) и добавляются к растущей полипептидной цепи на рибосоме . Чтобы перенести аминокислоты в рибосому, тРНК сначала должны быть ковалентно связаны с аминокислотой через свой 3'-ССА-конец. Это связывание катализируется аминоацил-тРНК-синтетазой и требует молекулы АТФ . Аминокислота, связанная с тРНК, называется аминоацил-тРНК и считается активированной молекулой при трансляции белка. После активации аминоацил-тРНК может переместиться в рибосому и добавить аминокислоту к растущей полипептидной цепи. ^[2]

Иммунология

В иммунологии активация – это переход лейкоцитов и других типов клеток, участвующих в иммунной системе . С другой стороны, деактивация – это переход в обратном направлении. Этот баланс жестко регулируется, поскольку слишком малая степень активации вызывает восприимчивость к инфекциям, тогда как, с другой стороны, слишком большая степень активации вызывает аутоиммунные заболевания .

Активация и деактивация происходят под действием множества факторов, включая цитокины , растворимые рецепторы , арахидоновой кислоты метаболиты , стероиды , антагонисты рецепторов , молекулы адгезии , бактериальные продукты и вирусные продукты.

Электрофизиология

Активация означает открытие ионных каналов , то есть конформационное изменение, позволяющее ионам проходить.

Ссылки

^ «Энергия активации химических реакций» . Химический факультет Университета Пердью .
^ Пак С.Г., Шиммель П., Ким С. (август 2008 г.). «Аминоацил-тРНК-синтетазы и их связь с болезнями» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 105 (32): 11043–9. дои : 10.1073/pnas.0802862105 . ПМК 2516211 . ПМИД 18682559 .

[1] «Энергия активации химических реакций» . Химический факультет Университета Пердью .

[2] Пак С.Г., Шиммель П., Ким С. (август 2008 г.). «Аминоацил-тРНК-синтетазы и их связь с болезнями» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 105 (32): 11043–9. дои : 10.1073/pnas.0802862105 . ПМК 2516211 . ПМИД 18682559 .

[1]

[2]