Фермент препараты

Тақырыбы: Биологиялық белсенді заттар - ферменттер

Орындаған: Алкуатова Феруза

Группа:Биотехнология 21

Л. Н. ГУМИЛЕВА АТЫНДАҒЫ ЕУРАЗИЯЛЫҚ ҰЛТТЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ

ЖОСПАР:

Кіріспе

Негізгі бөлім

Ферменттер және олардың маңызы

Ферменттер әсерінің теориясы

Фермент препараты

Фермент препараты өндірісінің технологиясы

Қорытынды

Тексеру сұрақтары

Пайдаланған әдебиеттер

Сабақ мақсаты мен міндеттері

Ферменттер және олардың маңызы, әсерінің теориясы. Фермент препараты және препараты өндірісінің технологиясы туралы түсінік алу. Ферменттердің химиялық құрамын, болашағын, қолданылуын және функциясын түсінеміз!

Кіріспе

Бұл тірі клеткаларда пайда болатын және организмдегі процестерді жылдамдататын белок тектес биологиялық катализаторлар.

Фермент (латынның тілінде fermentum - ашу ) деген терминмен қатар әдебиетте энзим (грек тілінде - еnzym, еn - ішкі, zymе - ашытқы ) Тірі организмдегі химиялық реакциялардың жүруіне қатысатын ерекше белоктарды фермент немесе энзим деп атайды. Ферменттердің құрылысын, қасиетін, қызметін зерттейтін ғылымды энзимология деп атайды. Ферменттер барлық ұлпада, жасушада, субжасушалық құрылымдарда кездеседі. Кейбір ферменттер жасуша ішінде синтезделіп, өзінің әсерін жасушадан тыс жүргізеді

Ферменттер

ФЕРМЕНТТЕР ЖӘНЕ ОЛАРДЫҢ МАҢЫЗЫ

Ферменттер - бұл биологиялық катализаторлар, организмдегі химиялық реакциялардың жылдамдығын тездететін белоктық заттар. Организмде химиялық реакцияларды жылдамдату - ферменттердің қызметі табиғатта ферменттер барлық организмдердің барлық клеткаларынла қызмет атқарады. Ферменттер тіршілік процесінің негіщзі болып табылады. Сондықтан клетканың атқаратын қызметінің механизмін, клеткадағы зат алмасудың негізін түсіну үшін ферменттерді, атап айтқанда, олардың құрфылымын, қасиеттірін, ерекшелігін, әсер ету механизмін, активті орталығының құрамын және ферменттерге байланысты өзге де мәселелерді жан-жақты білу қажет.

Ферменттер химиялық құрамы бойынша биохимиялық реакциялар кезінде катализдік активтілік көрсететін белоктар. Барлық басқа белоктар сияқты, ферменттер де химиялық құрамы бойынша екі топқа бөлінеді. Олар қарапайым ферменттер және күрделі ферменттер.

Қарапайым ферменттер дегеніміз - қарапайым белоктар, олар гидролиз кезінде амин қышқылдарына ғана ажырап бөлінеді.

Қарапайым ферменттерге: рибонуклеаза, пепсин, трипсин, химотрипсин, папаин, амилазалар және гидролаза класына жататын басқа да ферменттер.

Күрделі ферменттер дегеніміз - күрделі белоктар. Күрделі ферменттер екі бөліктен: белоктық және белоктық емес бөліктен тұрады.

Ферменттердің белоктық бөлігі апофермент деп,

ал белоктық емес белігі простетикалық топ немесе кофактор, кофактор (простетикалық топ) белоктық емес зат болғандықтан кофермент деп аталады.

Ферменттердің функциясы

Ферменттерді және олар катализдейтін реакцияларды зерттейтін биохимия бөлімі энзимология деп аталады. 19ғасырдың ортасында кейбір фермент препараттары бөлініп алынды. Сөйтіп катализ және катализаторлар жөніндегі ілім жарыққа шықты. Бұл кезде атқарылған зерттеу жұмыстары ферменттердің химиялық зат екенін, олардың негізі биологиямен байланысты екенін дәлелдеді.

Ферменттердің қолданылуы

Сүйектің барлық ауруы кезінде қан сарысуында сілтілік фосфатазаның активтілігі артады. Емханаларда кейбір ауруларды емдеу үшін пепсин, трипсин, химотрипсин сияқты протеолиттік ферменттерді қолданады. Бірқатар ферменттер тамақ өнеркәсібінде және жеңіл өнеркәсіпте қолданылады. Химозин ірімшік өндіруде қолданылады .

Ферменттер болашақта

Ферменттерді танып-білу күннен-күнге алға дамып келеді. Жаңа ақпараттар алған сайын ферменттерді қолдану жолдары көбейеді. Ферменттерді жаңа зерттеу барысында медицина және өндірістің дамуына жаңа мүмкіндіктер береді.

Ферменттердің ерекше қасиеті

1. Ферменттердің бірінші ерекше қасиеті - биологиялық катализдің тиімділігі. Ферменттің әсерінің тиімділігі өте жоғары. Ферменттің бір молекуласы 1 минутта субстраттың 102-106 молекуласын өзгеріске ұшырата алады. Ферменттер химиялық реакцияларды тездетеді, бірақ реакция барысында ферменттердің шығыны болмайды, яғни олар өзгеріске ұшырамайды.

2. Ферменттердің екінші ерекше қасиеті - ферменттердің ерекшелігі. Ферменттердің ерекшелігі субстраттың табиғатына, реакцияның түріне және ортаның жағдайына байланысты, яғни фермент белгілі бір субстратқа немесе арнайы реакция түріне ерекше ортаның жағдайы болғанда ғана әсер етеді.

Ферменттің құрылысы

1. Апофермент - ақуыз денесі (ақуыздық бөлігі)

2. Каталитикалық орталық

3. Субстраттық орталық

4. Ақуыздың активті бөлігі

5. Аллостериялық (реттегіш) орталық

Ферменттердің активті орталығында реакцияласуға қабілеті

Ферменттердің активті орталығында реакцияласуға қабілетті топтары бар мынадай амин кышқылдары кездеседі.

Цистеин, оның кұрамында сульфгидрильдік топ - СН бар;

Серин, оның құрамында гидроксильдік топ - ОН бар;

Гистидин, оның құрамында имидазол сақинасы бар;

Аспарагин қышқылы мен глутамин қышқылы, ол екеуінің құрамында екінші карбоксильдік топ - СООН бар;

Триптофан, құрамында индол сақинасы бар;

Гидрофобты амин қышқылдары, ондай амин қышқылдары құрамында субстраттың полярсыз учаскесіне жақын (туыс) гидрофобты (полярсыз) бүйір топтар болады.

ФЕРМЕНТТЕР ӘСЕРІНІҢ ТЕОРИЯСЫ

Температураның әсері

Ферменттің жоғары активтігі 36-40ºС байқалады. Температура 80-100ºС қа жеткенде фермент өзінің катализдік қабілетін жоғалтады (инактивацияланады) , денатурацияға ұшырайды. Инактивация реакцияның ұзақтығына және табиғатына байланысты. Кебір ферменттер құрғақ күйінде 120-190ºС салқындыққа дейінгі температураға төзімді келеді. Температураны біртіндеп 37ºС қа дейін жоғарылатса, олардың активтігі қалпына келеді. Ферменттің бұл қасиетін малды қолдан ұрықтандыруға арналған ұрық сұйығын (сперма) сақтау үшін пайдаланады.

ФЕРМЕНТ ПРЕПАРАТЫ

Ферменттер - бұл биокатализаторлар, алмастырылмайтын амин қышқылының компонентін құрайтын, жасушада күрделі немесе қарапайым ақуыз түзеді.

Тірі организмдегі химиялық реакциялардың жүруіне қатысатын ерекше ақуыздарды ферменттер немесе энзимдер деп атайды.

Энзимдер

Көптеген ферменттер екі компоненттен тұрады:

1. Ақуызды компоненттерден тұратын бөлігі (апофермент) ;

2. Органикалық қосылыспен байланысқан ақуызсыз бөлігі (кофермент) .

Ферменттердің номенклатурасы катализдейтін реакциялардың түріне негізделген, барлық ферменттер алты класқа бөлінеді:

Оксидоредуктазалар;

Трансферазалар;

Гидролазалар;

Лиазалар;

Изомеразалар;

Лигазалар.

Оксидоредуктазалар - бұл класқа тотығу-тотықсыздану реакцияларын катализдейтін ферменттер жатады.

Трансферазалар - бұларға бір молекуладан екінші молекулаға әртүрлі атомдарды, атом топтарын және радикалдарды тасымалдаушы ферменттер жатады.

Гиролазалар - суды байланыстырып, субстраттардағы байланыстарды ыдырататын ферменттер.

Лиазалар - субстраттағы байланыстардың С-О-N ыдырауын гидролиздемей немесе тотықтырмай катализдейтін ферменттер.

Изомеразалар - молекула ішінде әртүрлі изомеризациялау реакцияларын катализдейтін ферменттерді атайды.

Лигазалар - басты екі молекуладан АТФ - тың энергиясын қолданып, органикалық заттардың синтезделуін катализдейтін ферменттерді атайды.

Фермент препаратын негізгі тұтынатындар болып тамақ өндірісі және ауылшаруашылығы саналады.

Ферменттің негізгі алынатын көзі болып микроорганизмдер және жануарлар мен өсімдіктердің мүшелері мен ұлпасы саналады.

Ферменттің микроорганизм продуценттері:

Aspergillus, Penicillum, Rhizopus

(саңырауқұлақтар туысы)

Bacillus

(бактерия туысы)

Saccharomuces

(ашытқы туысы)

Егер фермент препаратын беттік әдіспен культивирлесе

“П” деп, ал түптік әдіспен культивирлесе “Г” деп белгілейді.

Aspergillus Penicillum, Rhizopus

(саңырауқұлақтар туысы)

Bacillus

(бактерия туысы)

Saccharomuces

(ашытқы туысы)

ФЕРМЕНТ ПРЕПАРАТЫ ӨНДІРІСІНІҢ ТЕХНОЛОГИЯСЫ

Фермент препараты өндірісі микроорганизмдерді беттік және түптік культивирлеу әдісімен микробиологиялық өндірісте алынғаны негізделген.

Қазіргі кезде ферменттің микроорганизм-продуцентін беттік және түптік культивирлеу әдісімен алу жүзеге асырылады.

БЕТТІК КУЛЬТИВИРЛЕУ ӘДІСІ

Фермент препараты өндірісінің беттік культивирлеу әдісі келесі негізгі сатылардан тұрады:

Егіс материалын алу;

Қоректік ортаны дайындау;

Микроорганизм - продуцентін өсіру;

Культураны кептіру және тазартылған фермент препаратын алу.

Қоректік ортаны дайындау

Ферменттің микроорганизм - продуцентін өсіретін шикізат болып негізінде ауылшаруашылығының және тамақ өндірісінің қалдықтары - бидай кебегі, бидай сабаны, қызылша сығындысы және т. б. Қоректік ортаның құрамы тығыз болмай бостау болу үшін ағаштың үгіндісін, солод өскіні, сұлының қауызын қосады. Бидайдың кебегі қоректік орта үшін бағалы шикізат болып саналады, өйткені микроорганизмдердің өсуіне қажетті және алмастырмайтын аминқышқылы, минералды тұздар, микроэлементтер және басқа да заттар болады.

Фермент өндірісінің негізгі шикізаттары

қызылша сығындысы

жүгері экстракты

бидай крахмалы

солод өскіні

ағаш үгіндісі

сұлы қауызы

ТҮПТІК КУЛЬТИВИРЛЕУ ӘДІСІ

Фермент препаратын түптік культивирлеу әдісімен алу, беттік культивирлеу әдісімен салыстырғанда бірқатар ерекшелігі бар.

Себебі, бұл әдіс масса алмасуын реттеумен қоректік орта құрамының өзгеруінің арқасында ферменттің максималды бөлінуіне мүмкіндік жасайды. Одан басқа да түптік культивирлеу процесі толығымен автоматтандырылған және механикаландырылған.