Сайтқа презентация қосу

Ферменттерді бө ліп алу

Қ азақ стан Республикасының Ғ ылым жә не Білім министрлігі Семей қ аласындағ ы Шә кә рім атындағ ы мемлекеттік университеті

Ферменттерді бө ліп 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 ферментсубстраттық 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 ка-та-ли-здік ерекшелігіне келесі қа-си-ет-тері жатқызылады: а) Фермент өздігінен жаңа ре-ак-ция жүргізбейді. Ол тек тер-модинамикалық мүмкін реакци-яны 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
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.

Гидролаза
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 СС, 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

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.

- 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.

Жаңа ферменттер алу әдістері:

Қ орытынды
Ферменттер– бұл биологиялық катализаторлар, организмдегі химиялық реакциялардың жылдамдығын тездететін белоктық заттар. Организмде химиялық реакцияларды жылдамдату – ферменттердің қызметі табиғатта ферменттер барлық организмдердің барлық клеткаларына қызмет атқарады. Ферменттер тіршілі кпроцесінің негізі болып табылады. Сондықтан клетканың атқаратын қызметінің механизмін, клеткадағы заталмасудың негізінтүсіну үшін ферменттерді, атап айтқанда, олардың құрылымын, қасиеттірін, ерекшелігін, әсерету механизмін, активті орталығының құрамын және ферменттерге байланысты өзге де мәселелерд іжан-жақты білу қажет. Тірі организмде жүретін барлық процестер ферменттердің қатысуымен атқарылады. Олардың әсерімен қорек құрамындан күрделі заттар қарапайым қосылыстарға ыдырап, соңынан олардан осы организмге тән макромолекулалар түзіледі.

Назарларыңызға рахмет!


Пән: Химия



Пәндер
Көмек / Помощь
Арайлым
Біз міндетті түрде жауап береміз!
Мы обязательно ответим!
Жіберу / Отправить


Зарабатывайте вместе с нами

Рахмет!
Хабарлама жіберілді. / Сообщение отправлено.

Сіз үшін аптасына 5 күн жұмыс істейміз.
Жұмыс уақыты 09:00 - 18:00

Мы работаем для Вас 5 дней в неделю.
Время работы 09:00 - 18:00

Email: info@stud.kz

Phone: 777 614 50 20
Жабу / Закрыть

Көмек / Помощь