Ферменттерді бө ліп алу

Презентация қосу

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

Ферменттерді
бөліп алу

Тексерген: Қабденова А.Т.
Орындаған: Данабекова А.М
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.
ЖОСПАР:
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
топтарын бөліп шығару арқылы Бұл ферменттер молекула
қос байланыстар түзетін немесе ішіндегі өзгерістерді
қос байланыс бар жерге атом (изомерлену) катализдейді, яғни
топтарын қосу реакцияларды реакция нәтижесінде
катализдейді. Мұндай реакция субстраттан ештеңе бөлініп
нәтижесінде СО2, Н2О, NН3 сияқты шықпайды, немесе ештеңе
заттар бөлінеді де С-С, С-О, С-N, қосылмайды.
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 құ рамынан ферментті сәтті бөліп алу үшін материалды субклеткалы қ
құ рылымға дейін ұсақ тау керек (гомогенизация): ө зінің құрамында көптеген жеке-дара
ферменттері бар лизосома, митохондрий, ядроға және т.б дейін. Ферменттерді б өліп
алуда ақ уыз денатурациясын болдырмайтын жағдайдағы барлық оперциялар ға ерекше
көң іл аударады, ө йткені ол әрқ ашан ферменттікті белсенділікті ң жо ғалуымен
байланысты. Бұған қ орғаныс қ оспаларының , жиі SH-бар байланыстарды ң (цистеин,
глютатион, меркаптоэтанол, цистеамин, дитиотреитол және т.б.) болуы әсер етеді.
Ферментті бө ліп алудың барлық кезең дерінде төмен температураны са қтап т ұру керек,
ө йткені жоғары температурада олар биологиялық белсенділігін жо ғалтады.
Ферменттердің нативті қ асиеті сақ талатын глицеринмен экстракция, сондай-а қ, -10о С –
ден жоғары емес температурада құ рамында ферменттері тіндерді не олардан шы ққ ан
вытяжкаларды тұндыру мен тез сусыздандырудан тұратын ацетонды ұнта қ әдісі т ән.
Ары қ арай ферменттерді тазалау үшін ион алмастырушы хроматография, молекулярлы
тор, электрофорез жә не ә сіресе изоэлекрофокустау әдісі қ олданылады. Адсорбционды
ә діс модификациясының бірі-аффинді хроматография, мұнда фермент таңдамалы т үрде
ө зара ә рекет ететін зат адсорбен қ ызметін атқ арады. Н әтижесінде тек осы бір фермент
адсорбентпен бағанада ұсталынып қ алады, ал қ алған қ осымша а қуыздар ерітіндіде
қ алады. Сосын оқ шауланған фермент бағанадан бөліп алынады.
Бұ л технология трипсин, химотрипсин, рибонуклеаза, гиалуронидаза, тималин,
цитохром С, панкреатин жә не де тағы басқ а 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 белоктық заттар. Организмде
химиялық реакцияларды жылдамдату – ферменттерді ң қ ызметі таби ғатта
ферменттер барлық организмдердің барлық клеткаларына қ ызмет
атқ арады. Ферменттер тіршілі кпроцесінің негізі болып табылады.
Сондық тан клетканың атқ аратын қ ызметінің механизмін, клеткада ғы
заталмасудың негізінтүсіну үшін ферменттерді, атап айтқ анда, оларды ң
құ рылымын, қ асиеттірін, ерекшелігін, әсерету механизмін, активті
орталығының құ рамын жә не ферменттерге байланысты өзге де
мә селелерд іжан-жақ ты білу қ ажет.
Тірі организмде жүретін барлық процестер ферменттерді ң қ атысуымен
атқ арылады. Олардың әсерімен қ орек құ рамындан күрделі заттар
қ арапайым қ осылыстарға ыдырап, соңынан олардан осы организмге т ән
макромолекулалар түзіледі.
НАЗАРЛАРЫҢЫЗҒА
РАХМЕТ!

Ұқсас жұмыстар

Мұхтар Шахановтың Отырар өлеңі

Құмырсқаның адамға тигізер пайдалары

Вегетативті көкөністерді сақтау ерекшеліктері

Ферменттерді бөліп алу

Фермент препараты

Ферменттер және оларды бөліп алу

Информатика пәнінің мұғалімі

Тұқым қуалайтын аурулары

Гендік инженерияның мәселері

Тұқым қуалаушы энзимопатиялар

Пәндер