Ферменттерді бөліп алу

Презентация қосу

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

Ферменттерді
бөліп алу

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
оксидоредуктазалар трансферазалар гидролазалар

Фермент

лиазалар лигазалар
изомеразалар
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 Күрделі молекулаларды жай
топтарын немесе молекула заттарға дейін ыдыратады.
қалдықтарын тасымалдаушы Мысалы липазалар
ферменттер. Бұл кластың липидтерді глицерин мен май
ферменттерінің аты өздері қышқылдарына,
тасымалдаушы субстраттардың протеиназалар белоктар амин
атымен аталады. Мысалы, қышқылдарына ыдыратады.
ацилтрансфераза,
аминотрансфераза және т.с.с.
Лиазалар Изомеразалар

Лиазалар субстраттан атом Бұл ферменттер молекула
топтарын бөліп шығару арқылы ішіндегі өзгерістерді
қос байланыстар түзетін немесе (изомерлену) катализдейді, яғни
қос байланыс бар жерге атом реакция нәтижесінде
топтарын қосу реакцияларды субстраттан ештеңе бөлініп
катализдейді. Мұндай реакция шықпайды, немесе ештеңе
нәтижесінде СО2, Н2О, NН3 сияқты қосылмайды.
заттар бөлінеді де С-С, С-О, С-N,
С-S байланыстары үзіледі.
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 субклеткалы қ
құрылымға дейін ұсақтау керек (гомогенизация): өзінің құрамында көптеген жеке-дара
ферменттері бар лизосома, митохондрий, ядроға және т.б дейін. Ферменттерді б өліп
алуда ақуыз денатурациясын болдырмайтын жағдайдағы барлық оперциялар ға ерекше
көңіл аударады, өйткені ол әрқашан ферменттікті белсенділікті ң жо ғалуымен
байланысты. Бұған қорғаныс қоспаларының, жиі SH-бар байланыстарды ң (цистеин,
глютатион, меркаптоэтанол, цистеамин, дитиотреитол және т.б.) болуы әсер етеді.
Ферментті бөліп алудың барлық кезеңдерінде төмен температураны са қтап т ұру керек,
өйткені жоғары температурада олар биологиялық белсенділігін жо ғалтады.
Ферменттердің нативті қасиеті сақталатын глицеринмен экстракция, сондай-а қ, -10о С –
ден жоғары емес температурада құрамында ферменттері тіндерді не олардан шы ққан
вытяжкаларды тұндыру мен тез сусыздандырудан тұратын ацетонды ұнта қ әдісі т ән.
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 т үрде
өзара әрекет ететін зат адсорбен қызметін атқарады. Н әтижесінде тек осы бір фермент
адсорбентпен бағанада ұсталынып қалады, ал қалған қосымша а қуыздар ерітіндіде
қалады. Сосын оқшауланған фермент бағанадан бөліп алынады.
Бұл технология трипсин, химотрипсин, рибонуклеаза, гиалуронидаза, тималин,
цитохром С, панкреатин және де тағы басқа жануар табиғатыны ң ферменттерін б өліп
алғанда пайдаланылады
Өсімдік жасушаларынан ферментті
кешенді бөліп алу технологиясы
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.
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:
1) Рибозим- ферментті мРНҚ дисплей әдісі арқылы in vitro алады: кДНҚ кітапханасы құрылады,
олардан сәйкес мРНҚ молекулалары транскрипцияланады, сосын мРНҚ -ақуызды гибридті
молекулалары түзілу арқылы трансляцияланады; ақуыздар каталиттік белсенділігінің болуына
тексеріледі. Осылайша РНҚ-ферменттер немесе рибозимдер (Ribonucleic acid- enzyme, ribozyme)
алынады.
2) Абзимдер (abzyme,antibody және enzyme) немесе каталиттік антиденелерді тәжірибелік
жануарлардан иммунды селекция жолымен in vitro алады. Таза генетикалық қайта құру
нәтижесінде көп мөлшерде бастапқы каталитикалық антиденелердің нұсқалары құрылады.
Абзимдер субстрат молекуласымен, оның ауыспалы жағдай құрылымына ұқсас (кинетикадағы
фермент-субстратты өзара әрекеттің ауыспалы кезеңі) кеңістікті құрылысымен
байланысып,сәйкес ферменттік реакцияны катализдеуі мүмкін. Абзимдер химиялық реакция
жылдамдығын 104-106 есе жоғарылата алады, бірақ табиғи ферменттер үшін бұл аз көрсеткіш;
- ферменттерді пайдалана отырып, медициналық нанотехнологияларды жасау;
- фермент продуценттері - жаңа микроорганизмдердің скринингі.
Қорытынды
Ферменттер– бұл биологиялық катализаторлар, организмдегі химиялы қ
реакциялардың жылдамдығын тездететін белокты қ заттар. Организмде
химиялық реакцияларды жылдамдату – ферменттердің қызметі таби ғатта
ферменттер барлық организмдердің барлық клеткаларына қызмет
атқарады. Ферменттер тіршілі кпроцесінің негізі болып табылады.
Сондықтан клетканың атқаратын қызметінің механизмін, клеткада ғы
заталмасудың негізінтүсіну үшін ферменттерді, атап айт қанда, оларды ң
құрылымын, қасиеттірін, ерекшелігін, әсерету механизмін, активті
орталығының құрамын және ферменттерге байланысты өзге де
мәселелерд іжан-жақты білу қажет.
Ферменттер немесе энзимдер— тірі жасушаларды ң барлы қ әрекеттеріне
қатысатын, органикалық заттарды өзтеріске үшырататын, зат алмасу
процесін реттейтін биологиялық катализаторлар, айырықша белоктар.
Ферменттердің қатысуының нәтижесінде химиялық реакцияларды ң
жүруіне қажет қуат шығыны азаяды.
Тірі организмде жүретін барлық процестер ферменттерді ң қатысуымен
атқарылады. Олардың әсерімен қорек құрамындан күрделі заттар
қарапайым қосылыстарға ыдырап, соңынан олардан осы организмге т ән
макромолекулалар түзіледі.

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

Пәндер