Ферменттер. Коферменттер

СӨЖ ФЕРМЕНТТЕР ЖӘНЕ КОФЕРМЕНТТЕР Тексерген: Бейсембаева Г. Ш. Тұрарбек Т. М. Орындаған: Мырзагалиева А. Е. Топ: БТ-507 Семей 2017 жыл

ҚАЗАҚСТАН БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТІРЛІГІ Семей қаласының Шәкәрім атындағы мемлекеттік университеті «Стандарттау және Биотехнология» кафедрасы

жоспар:

Кіріспе

Негізгі бөлім

Ферменттер

Коферменттер

Қорытынды

Пайдаланған әдебиеттер

Кіріспе

Ферменттер қатысатын процестерді ғылыми тұрғыдан зерттеу XVII ғасырдың орта кезінен басталады. Осы кезде Гельмонт қанты бар сұйық заттардың ашуы ерекше қоздырушылар көмегімен жүретінін анықтаған. Осыдан кейін Лавуазье ашу кезінде қант түгелдей көмір қышқыл газға және спиртке айналатынын анықтады.

XIX ғасырдың ортасында кейбір фермент препараттары (уыттан - амилаза, қарын сөлінен - пепсин, т. б. ) бөлініп алынды. Сөйтіп, катализ және катализаторлар жөніндегі ілімжарыққа шықты (Берцелиус және басқалар) . Бұл кезде атқарылған зерттеу жұмыстары ферменттердің химиялық зат екенін, олардың негізгі биологиямен байланысты екенін дәлелдеді.

Луи Пастер спирттің ашу процесін зерттеп мынадай қорытындыға келеді: ашу процесін жүргізетін химиялық заттар емес, ашытқының, яғни тірі клеткалардың тіршілік әрекеті болып табылады. Ол ферменттер тірі ашытқыдан ажырамайды, олармен біртұтас деп саналады. Ашуға қатысты мұндай көзқарас 1897 жылы бухнер ашқан тамаша жаңалыққа дейін ұзақ уақыт сақталып келді. Ол құрамында тірі клеткалар жоқ ашытқы сөлін сумен бөліп алады. Осы сөлдің өзі-ақ қантты тез ашытып, спиртке және көмір қышқыл газға айналдырғанын көреді. Осылайша қантты ыдыратыпашытатын ашытқының тірі клеткалары емес, керісінше олар жасап шығарған фермент (химиялық зат) екенін дәлелдейді. Ферменттің қантты ашытқы өнімдеріне айналдыратын катализатор екенін анықтайды.

Ферменттер

Барлық тірі организмдер құрамына кіретін арнайы ақуыздар. Химиялық реакцияларды жеделдетеді. Ферменттер жасушаларда синтезделіп, биохимиялық реакцияларға қатысатын ақуыздық табиғаттағы биокатализатор болып табылады. Фермент немесе энзим (лат. fermentum - ашу; грек. en - ішінде, zim - ашытқы; 19 ғ. Ван Гельмонт ұсынған) алғашқыда ашыту үдерістеріне анықталған зат.

Энзимология, ферментология - ферменттерді зерттейтін ғылым саласы. Ол басқа ғылымдармен: биология, генетика, фармакология, химиямен тығыз байланысты.

Ферменттер классификациясы

Ферменттердің қасиеттері

Фермент өздігінен жаңа реакция жүргізбейді. Ол тек термодинамикалық мүмкін реакцины ғана жүргізеді. Реакция барысында активтелу энергиясы төмендейді.

Фермент басталған реакцияның бағытын өз бетінше өзгерте алмайды. Ол бір ғана реакция өнімі түзілуі бағытында жұмыс істейді. Мысалы, глюкокиназа глюкозадан тек глюкоза-6-фосфат түзілуін жүргізеді.

Фермент қатысатын реакция қайтымды болса, ол реакцияны екі бағытта да жүргізе алады. Мысалы, көмірсулардың гликолиттік ыдырауына қатысатын фосфогексоизомераза, альдолаза, фосфоглицераткиназа, фосфоглицератлидаза және т. б.

Фермент реакцияға өте аз мөлшерде қатысады. Ферменттің бір молекуласы 1 минутта 1000-нан млн-ға дейін субстрат молекуласына әсер ете алады. Бұл көрсеткіш карбангидраза ферментінде 36 млн-ға дейін жетеді.

Фермент реакция өткеннен соң өзінің бастапқы қалпына қайта келеді. Сондықтан ол субстраттың жаңа молекуласына әсер етуге қашанда дайын болады.

Ферментативті реакцияның жоғарғы активтілігі оның реакцияны бейорганикалық катализаторлардан да жоғары жылдамдықта жүргізе алатындығы. Мысалы, белоктың аминоқышқылдарға дейінгі гидролиттік ыдырауын бейорганикалық катализатор (күшті қышқыл, сілті қатысуында) жоғары температурада (Т = 100° С) бірнеше сағатта жүргізсе ферменттер төменгі температурада (Т = 30-40° С) бірнеше минутта жүргізеді.

Арнайы субстраттық ерекшелігінің өте жоғары дәрежелілігі. Фермент реакциялық қоспадан реакция өнімін беретін субстратты таңдай алады және тек сонымен ғана реакцияға түседі.

Ферментативті реакцияны реттеуге болатындығы. Бұл фермент молекуласында болатын активті орталыққа, субстрат мөлшеріне, фермент мөлшеріне, ортаның факторларына (рН, Т, қысым) байланысты. Сондықтан торшаларда мыңдаған реакциялар белгілі бір ретпен және қажеттілігіне сәйкес жүреді.

Ферменттер

протеид

(күрделі белоктар)

протеин

(жай белоктар)

Фермент-протеиндердің активтілігі сол белоктың құрылымына байланысты. Фермент-протеидтердің активтілігі белоксыз табиғаттағы топ - кофакторға тығыз байланысты.

Күрделі құрылыстағы ферментті - фермент-протеид, қос компонентті немесе холофермент, ал оның белоктық бөлігін белоктық компонент, немесе феррон (алып жүруші), немесе апофермент және қосымша топты простетикалық топ, немесе агон (активті топ), немесе кофермент (кофактор) деп атайды.

ФЕРМЕНТТЕРДІ БӨЛІП АЛУ ЖӘНЕ ТАЗАРТУ

Ферменттер адамның, жануарлардың, өсімдіктердің ұлпаларында және микроорганизмдерде синтезделіп жасалады. Ферентті бөліп алу үшін, ол көп кездесетін материалды (шикізатты) таңдап алу керек. Егер фермент алынатын материал жануар ұлпасы болса, онда ол ұлпаны басқа бөліктерден бөліп ажыратады және қанын жуып тазартады. Таңдап алынған материалдағы ферменттер бұзылып кетпеу үшін, оны төменгі температурада (2-80 С) ұнтақтайды. Осылайша ұнтақталған біртектес массаны центрифугаға салып өңдейді. Осы кезде фермент оның сұйық бөлігіне (центрифугатқа) өтеді де, шөгіндіні тастайды.

Ферменттер белоктік заттар болғандықтан, оларды алу үшін белокті шығаратын әдісті қолданады. Белокты шөктіріп тұнбаға түсірудің бірінші кезегінде центрифугатқа аммоний сульфатын немесе органикалық еріткіштерді (этил спиртін немесе ацетонды) қосады. Бұл кезде ферменттермен қоса бүкіл белоктар дерлік тұнбаға түсіріледі. Бұдан кейін ферменттерді ептілікпен бөліп алу үшін ионалмасу хроматография әдісін қолданады. Әсіресе әртүрлі шайырлар, олардың ішінде ерімейтін ДЭАЭ-целлюлоза кең түрде қолданылады.

Полиакриламидті, крахмалды немесе агарлы гелде жүргізілетін электрофорез әдісімен де ферменттерді бөліп алуға болады.

Әртүрлі субторшалы құрылымдардың ферменттік құрамы. Ферменттер торшада және оның органеллаларында атқаратын қызметі, реакциясына сәйкес түрде жинақталғаны себепті компартменттерге бөлінеді, ол жалпы түрде компартментализация деп аталады. Ферменттердің компартменттігі келесі түрде беріледі:

Коферменттер

Коферменттер немесе Коэнзимдер (лат. Ко - «бірге» жəне фермент) - құрамында белок жоқ органикалық қосылыстар, олар апорферментепен тығыз байланысқан. Ферменттің мықты байланысқан кофакторы - простетикалық топ. Көптеген ферменттердің активтігі үшін екі фактордың да - металл иондарының да, простетикалық топтың да (немесе коферменттердің) болуы қажет.

Коферменттер - толық молекулалы заттар, олар жоғары температураға төзімді келеді жəне ферменттің белоктық бөлігінен оңай ажырайды. Мысалы, диализ кезінде осылай болады. Олар сөзсіз қажетті кофактор ретінде ферменттердің катализдік жұмысына қатысады.

Витаминді коферменттер

Коферменттерге активті тобы бар витаминдер - тиаминпирофосфат (В1 витаминінің туындысы), никотинамидті коферменттер (РР витамині бар) жатады. В2, В6, В12, витаминдері жəне басқа да витаминдер кіреді. Сондықтан да витаминнің жеткіліксіз болуы коферменттердің синтезін бұзады, соның салдарынан тиісті ферменттердің түзілуі тежеледі. Осыдан кейін зат алмасу бұзылады жəне адам мен жануарлар организмі бірқалыпты тіршілік ете алмайды.

Витамінсіз коферменттер

Витаминдік емес коферменттер де бар. мысалы, металлпорфириндер (цитохромдағы гемдер), нуклеотидтер (УДФ-глюкоза), пептидтер (глутатион), т. б. осындай коферменттер. Мұндай коферменттер зат алмасудың аралық өнімдерінен түзіледі жəне əрқашан да организмде болады.