Ферменттерді бөліп алу

Ферменттерді

бөліп алу

Қазақстан Республикасының Ғылым және Білім министрлігі Семей қаласындағы Шәкәрім атындағы мемлекеттік университеті

Тексерген: Қабденова А. Т.

Орындаған: Кәдірова Ұ. С.

Жоспар

Фермент

Ферменттің атқаратын қызметі

Ферменттің жіктелуі

Ферменттерді бөліп алу

Жаңа фермент алу әдісі

Қорытынды

Фермент - белокты зат, ол организмдегі түрлі химиялық реакцияларды тездетуші. Химиялык реакциялардың жүрісін тездетушілерді катализаторлар деп атайды.

Ферменттерді және олар катализдейтін реакцияларды зерттейтін биохимия бөлімі энзимология деп аталады. Фермент қатысатын процестермен адам өте ерте кездерден бері таныс: қантгы ашыту, нан пісіру, тері илеу, сүттен тағымдар жасау. Фермент катысуымен жүретін процестерді зерттеуде Л. Пастер, Бухнер, И. П. Павлов, Л. Михаэлис пен М. Ментен жүмыстарының маңызы зор.

Ферменттер адамның, жануарлар, өсімдіктер ұлпаларында және микроорганизмдерде синтезделіп жасалады.

Ферменттің атқаратын қызметі

Ферменттер өз әсерін өте аз мөлшерде катализаторға ұқсас жүргізеді. Фермент өзінің әсер етуші заты - субстратпен (S) ферменттік реакция жүргенде фермент-субстраттық кешен (аралық зат) түзеді. Бұл кешеннің қызметі өте күрделі, ол субстрат пен фермент молекулалары конформациясы мен энергиясын және химиялық байланыстарын өзгертеді. Реакция өткен соң фермент-субстраттық кешен жаңа қалыпқа ауысып, фермент-реакция өнімі кешеніне айналады. Содан кейін ол фермент және реакция өніміне (Р) жекеленіп бөлінеді: S + E → S·E → EP → E + P Ферменттердің катализдік ерекшелігіне келесі қасиеттері жатқызылады: а) Фермент өздігінен жаңа реакция жүргізбейді. Ол тек термодинамикалық мүмкін реакцияны ғана жүргізеді. Реакция барысында активтендіру энергиясы төмендейді. Реакцияның үлкен кедергі энергиясын сатылап бөліп, төмендету және активтендіру энергиясын жоғарлату арқылы реакция жылдамдығын жоғарлатады. б) Фермент басталған реакцияның бағытын өз бетінше өзгерте алмайды. Ол бір ғана реакция өнімі түзілуі бағытында жұмыс істейді.

Жіктелуі

Фермент

оксидоредуктазалар

трансферазалар

гидролазалар

лиазалар

изомеразалар

лигазалар

Оксидоредуктаза

Бұлар тотығу-тотықсыздану реакцияларын катализдейтін ферменттер. Осы топқа кіретін ферменттер сутегі атомдарын немесе электрондарды қосып алу немесе бөліп шығару арқылы жүретін реакцияларды жылдамдатады. Оксидоредуктаза класының ферменттерінің активті орталығының құрамына кофакторлар - көбінесе НАД, НАДФ, ФАД, ФМН және металл иондары кіреді.

Трансфераза

Гидролаза

Биохимиялық реакцияларда атом топтарын немесе молекула қалдықтарын тасымалдаушы ферменттер. Бұл кластың ферменттерінің аты өздері тасымалдаушы субстраттардың атымен аталады. Мысалы, ацилтрансфераза, аминотрансфераза және т. с. с.

Күрделі молекулаларды жай заттарға дейін ыдыратады. Мысалы липазалар липидтерді глицерин мен май қышқылдарына, протеиназалар белоктар амин қышқылдарына ыдыратады.

Лиазалар

Изомеразалар

Лиазалар субстраттан атом топтарын бөліп шығару арқылы қос байланыстар түзетін немесе қос байланыс бар жерге атом топтарын қосу реакцияларды катализдейді. Мұндай реакция нәтижесінде СО2, Н2О, NН3 сияқты заттар бөлінеді де С-С, С-О, С-N, С-S байланыстары үзіледі.

Бұл ферменттер молекула ішіндегі өзгерістерді (изомерлену) катализдейді, яғни реакция нәтижесінде субстраттан ештеңе бөлініп шықпайды, немесе ештеңе қосылмайды.

Лигазалар

Бұл ферменттер С-С, С-О, С-N, С-S сияқты байланыстар орнату арқылы түзілетін органикалық қосылыстар синтезін катализдейді. Мұндай реакциялар үшін АТФ, ГТФ, ЦТФ, УТФ және т. с. с. молекулалардың энергиялары пайдаланылады

Ферменттерді бөліп алу

Ферменттер адамның, жануарлар, өсімдіктер ұлпаларында және микроорганизмдерде синтезделіп жасалады. Ферментті бөліп алу үшін, ол көп кездесетін материалды /шикізатты/ тандап алу керек.

Бөлініп алынған фермент өзінің активтілігімен бағаланады.

Сүтқоректілердің тіндері мен ағзаларынан ферменттерді бөліп алу технологиясы

Клетка құрамынан ферментті сәтті бөліп алу үшін материалды субклеткалық құрылымға дейін ұсақтау керек (гомогенизация) : өзінің құрамында көптеген жеке-дара ферменттері бар лизосома, митохондрий, ядроға және т. б дейін. Ферменттерді бөліп алуда ақуыз денатурациясын болдырмайтын жағдайдағы барлық оперцияларға ерекше көңіл аударады, өйткені ол әрқашан ферменттікті белсенділіктің жоғалуымен байланысты. Бұған қорғаныс қоспаларының, жиі SH-бар байланыстардың (цистеин, глютатион, меркаптоэтанол, цистеамин, дитиотреитол және т. б. ) болуы әсер етеді.

Ферментті бөліп алудың барлық кезеңдерінде төмен температураны сақтап тұру керек, өйткені жоғары температурада олар биологиялық белсенділігін жоғалтады.

Ферменттердің нативті қасиеті сақталатын глицеринмен экстракция, сондай-ақ, -10о С -ден жоғары емес температурада құрамында ферменттері тіндерді не олардан шыққан вытяжкаларды тұндыру мен тез сусыздандырудан тұратын ацетонды ұнтақ әдісі тән.

Ары қарай ферменттерді тазалау үшін ион алмастырушы хроматография, молекулярлы тор, электрофорез және әсіресе изоэлекрофокустау әдісі қолданылады. Адсорбционды әдіс модификациясының бірі-аффинді хроматография, мұнда фермент таңдамалы түрде өзара әрекет ететін зат адсорбен қызметін атқарады. Нәтижесінде тек осы бір фермент адсорбентпен бағанада ұсталынып қалады, ал қалған қосымша ақуыздар ерітіндіде қалады. Сосын оқшауланған фермент бағанадан бөліп алынады.

Бұл технология трипсин, химотрипсин, рибонуклеаза, гиалуронидаза, тималин, цитохром С, панкреатин және де тағы басқа жануар табиғатының ферменттерін бөліп алғанда пайдаланылады

Басында өсімдік тінінің гомогенді биомассасынан экстракция, центрифугалау, гель-фильтрация жолымен ферменті бар тұрақты ақуызды кешенді бөліп алады. Экстракцияны сулы-спиртті ерітіндімен, артынан белсенді фракцияларды таңдай отырып, алкогольсіз экстрактты гельфильтрациялаумен өткізеді. Сосын ферменттердің еритін фракцияларын алып, қалдық ақуыздар ажыратылады, артынан фракциялардың сефадекстегі хроматографиясы мен элюциясы.

Алынған фракциялар біріктіріліп, лиофилизирленеді. Лиофилизирленген ферментті препараттыбиологиялық белсенділігі, ақуыз құрамы мен иммунды токсикалылығы жөнінен бағаланады.

Өсімдік жасушаларынан ферментті кешенді бөліп алу технологиясы

Жаңа ферменттер алу әдістері:

- олардың белсенділігін жоғарылату мақсатында жеке ферменттердің қасиеттерін модификациялау; Модификацияның химиялық, физико-химиялық, биологиялық әдістері бар. Биологиялық әдістердің арасында ферменттердің аминқышқылды реттілігі, үш өлшемді құрылымы мен каталитикалық белсенділігі арсындағы тәуелділікті білуге негізделген ақуызды инженерия әдісінен күтетіні көп. Бұл әдістер фермент молекуласының құрылысындағы белгілі бір аминқышқылдарды ауыстыру, табиғи ферменттердің аминқышқылды ретіне өзгерту енгізу (рандомизация), содан соң, субстратты талғамдылығына өзгеріс әкелетін in vitro селекциялау жолымен ферменттерді сәтті түрде модифицирлеуге мүмкіндік береді.

Ферменттердің протеолизге тұрақтылығын жоғарылату - домендер құрылымынан протеазаларды тану сайттарын жою, не О- не N- гликозирлену сайттары қызметін атқаратын аминқышқылдарды енгізу арқылы гликозирлеу деңгейін жоғарылату арқылы жүзеге асырылады;

- берілген қасиеттерге қарап жаңа рекомбинантты ферменттер алу:

Ұқсас жұмыстар

Ферменттерді бө ліп алу

Ферменттер және оларды бөліп алу

Гендік инженерияның мәселері

Ферменттер. Коферменттер

Микроб ферменттері, классификациясы. Микроорганизмдердің көмегімен органикалық заттардың, азот,күкірт, фосфор және темір қосылыстарымен өзгеріске ұшыруы

Микроорганизмдер биотехнологиясы

Фермент препараты

Биотехнологиялық өндірістің технологиялық негізі

Биологиялық активті заттар

ПРОТОПЛАСТАРДЫ БӨЛІП АЛУ