Властивості ферментів як біологічних каталізаторів

Відділення післядипломної освіти

Реферат на тему:

„Властивості ферментів

як біологічних

каталізаторів.

Підготувала лаборант

Коломийської ЦРЛ

Валентина Масевич

м. Івано-Франківськ 2002р.

1.Загальна характеристика ферментів.

2.Механізм дії ферментів.

3. Ферменти – біологічні каталізатори.

а) специфічність дії ферментів.

б) зворотність ферментативних реакцій.

в) залежність активності ферментів від ph – середовища.

г) залежність активності ферментів від температури.

4.Метаболізм ферментів.

Ферменти – це специфічні білки, які виконують в організмі роль біологічних каталізаторів. Являючись білками, ферменти мають первинну, вторинну, третинну і багато з них – четвертинну структуру.

При гідролізі ферментів утворюється суміш амінокислот. Відомо більше, як 20 різних амінокислот, які входять в склад білків.

Ферменти мають загальні з білками фізично-хімічні властивості: при гідролізі розщеплюються на амінокислоти; мають високу молекулярну масу; утворюють високу молекулярну масу; створюють колоїдні розчини; погано кристалізуються; дуже нестійкі до високих температур солей, важких металів, кислот, лугів і т. п; мають антигенні властивості.

Молекулярна маса ферментів має широку варіацію – від декілька десятків тисяч до декілька мільйонів.

Ферменти відрізняються по своїй структурі. Їх поділяють на 2 групи – прості і складні. Прості, або однокомпонентні; - ферменти складаються тільки із амінокислот. До них відносяться невелика кількість ферментів (рибонуклеаза, амілаза, альдолаза, уреаза, пепсин та ін.). Але більшість ферментів складається з двох компонентів: небілкової частини, або простетичної групи, і білкової – апофермент. Ці дві частини фермента окремо не мають сили, але тільки в комплексі одне з іншим вони проявляють каталітичну здатність.

Небілковий компонент розпаду ферментів називається кофермент.

Багато коферментів являються вітамінами або їх похідними. В даний час нам відомо понад 300 окремих ферментів (а, може набагато більше, бо наука не стоїть на місці), в склад яких входять в якості коферментів вітаміни або їх похідні. Як наслідок, при авітамінозах спостерігається розпад діяльності всіх ферментних систем.

Для визначення механізму дії ферменту було запропоновано немало теорій. Але перемогла та, в якій мова йде про те, що каталізатори лише скорочують час, необхідний для досягнення рівноваги хімічної реакції. Більшість хімічних реакцій потребує “запуску”, що і виконують ферменти.

В основі життєдіяльності організму лежать хімічні перетворення різних речовин, швидкість яких визначають ферменти – біологічні каталізатори. Харчотравлення, використання всіх корисних речовин, які поступили в організм, ріст, згортання крові, м’язові скорочення і багато інших фізіологічних процесів – все це побудовано на чіткій, послідовній роботі ферментних систем.

Найважливішою ознакою ферментів є не тільки їх властивість прискорювати хід хімічних реакцій, але вибірково каталізувати лише визначений шлях перетворення даного субстракта. Це одна з основних властивостей ферментів порівняно з небіологічними каталізаторами.

Зворотність ферментативних реакцій заключається в здатності ферментів каталізувати пряму і зворотну реакцію. Так, наприклад, ліпаза може при певних умовах розчепити жир до гліцерину і жирних кислот, а також каталізувати його синтез із продуктів розпаду. Здатність ферментів прискорювати хімічні процеси в сторону синтезу, так і розпаду, має велике значення, так як створює можливість переключення цих процесів з одного на інший, чим забезпечує тісний взаємозв’язок катаболізму і анаболізму, гнучкість і пристосованість обміну речовин під впливом зовнішніх і внутрішніх факторів.

Ферменти дуже чутливі до зміни ph середовища, в якому вони діють. Кожний фермент має оптимум ph, при якому він найбільш активний.

Для більшості ферментів оптимальне середовище близьке до нейтрального (ph біля 7,0), так як максимальна активність ферментів проявляється при фізіологічних значеннях ph, а в кислому або лужному середовищі їх активність знижується. З цього правила є винятки, і їх немало. Наприклад, пепсин, який знаходиться в шлунковому соці, активний лише в дуже кислому середовищі (ph 1,5 – 2,5).

Ферменти дуже чутливі до температури. При підвищенні температури до 40-500 С підвищується активність більшості ферментів, що відповідає загальновідомому закону прискорення хімічних реакцій з підвищенням температури. Встановлено, що підвищення температури на кожних 100 збільшує швидкість ферментативної реакції в 1,5 – 2 рази. І тому необхідно дотримуватись температурного режиму при проведенні проб на ферменти.

Перетворення ферментів відбувається подібно з іншим обміном білків організму. Ферменти постійно оновлюються, синтезуються і розпадаються, що забезпечує їх належний рівень в тканинах.

В результаті секреції або відмиранні клітин ферменти попадають в кров. Шляхи виведення ферментів з крові різні. В плазмі крові проходить інактивація ферментів, потім вони поглинаються клітинами ретикулоендотеліальної системи, де в наслідок катаболізму, розпадаються. Частина ферментів виводиться через сечовидільні шляхи і шлунково-кишковий тракт. Але, ектреція ферментів з сечею і жовчю займає невелику питому вагу в механізмі виведення ферментів з організму. В основному, ферменти розпадаються в плазмі крові і тканинах і виводяться їх невикористані кінцеві продукти звичайними для білків каналами.

Література:

“Ферменти в медицині, харчовій промисловості і сільському господарстві”.

Київ, 1968р.

Ф.І. Комаров

Р.Ф. Коровін

В.В. Меншиков

“Біологічні обстеження в клініці” – 1981р. – Ленінград.

Проф. М.А. Базарнова

Проф. В.Т. Морозова

“Клінічна біохімія”

Київ, 1986р.