«ферменттермен жұмыс істеу әдістемесі. ферменттерді бөліп алу»

І. Кіріспе
ІІ.Негізгі бөлім
1. Ферменттерге жалпы сипаттама.
2. Жасушалық ферменттер ішінен қажетті биореагенттерді анықтау .
3. Ферменттер модификациясы және оларды алу әдістері.
4. Ферменттерді бөліп алу және тазарту.
ІІІ. Қорытынды
IV. Пайдаланған әдебиеттер

Қазіргі кезеңде, басқа да ғылым салаларымен бірге қарқынды дамып келе жатқан өзінің зерттеулерінің қолданбалы нәтижелері және жетістіктері жердегі бүкіл тіршілік иелері үшін аса маңызды биохимия ілімінің бір бөлімі ферменттер болып табылады.
Ферменттердің тірі ағзаларда өтетін химиялық реакциялардың жү¬ру барысын реттеп, белгілі бір тәртіппен өткізуі сол ағзаның тіршілік ету қабілетінің сақтауының, тұрақты болуының, ұрпақ жал¬ғас¬ты¬ру¬ының кепілі.
Қандай да бір реакциялардың жүру барысының өзгерісі міндетті түрде метаболиттік процесстердің өзгеруіне әкелетіні, сол себепті, ағзада зат алмасуының бұзылатыны күмән келтірмейді.
Ферменттерді медицинада пайдалану адам ағзасындағы әртүрлі патологиялық қалыптың (аурудың) пайда болу себептері мен дамуы механизмдерін (этиопатогенезді), (бұл — энзимодиагностика), емдеу жолдарының стратегиясы мен тактикасын құруды және емдеуді (бұл сол мақсатта ферменттерді дәрілік препарат ретінде пайдалану — энзимотерапия), емдеу барысының тиімділігін бақылау тәріздес аса ма¬ңызды проблемаларды шешуге жоғары дәлдікпен көмектеседі. Сонымен бірге, аурудың диагностикасы үшін маңызды, қазіргі қоғамда дені сау ұрпақ жалғастыру үшін алдын-ала болжауға мүмкіндік беретін саланың бірі – энзимопатология – тұқымқуалаушы және жүре пайда болатын аурулардың себептері мен даму механизмдерін ай-қын¬дап, адамның қоғамдық және индивидуалдық аспектілеріндегі проблемаларды шешіп бере алады.
Ферменттерді зерттеудің нәтижелері тірі биологиялық объекті¬лер¬дің құрылысын, қасиеттері мен зат алмасуы процестерін басқа салалар мен бірге медицинаның да молекулалар деңгейінде зерделей алуына мүмкіндік береді.
Энзимологияны оқып-үйрену және білу студенттің болашақ кә¬сіп¬қой дәрігер болып қалыптасуы үшін өте қажетті.

1. Аубакиров Х.Ә. Биотехнология: Оқулық.-Алматы: ЖШС РПБК «Дәуір», 2011.- 135-144 беттер.
2. Әлмағамбетов Қ.Х. Биотехнология негіздері.-Астана, 2007.-208 бет.
3. Уәлиханова Г.Ж. Өсімдік биотехнологиясы. 2-ші толықт. Бас.-Алматы: ЖШС « Дәуір», 2009- 164-179 беттер.
4. Жұбанова А.А., Абдиева Ж., Шөпшібаева Қ. К. Биотехнология негіздері.-Алматы: Қазақ университеті, 2006.-256 бет.
5. Әлмағамбетов Қ.Х. Биотехнология: оқу құралы.-Астана: «Республикалық микроорганизмдер коллекциясы», 2011.-316 бет.

Пән: Химия
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 11 бет
Таңдаулыға:

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

Тақырыбы: Ферменттермен жұмыс істеу әдістемесі. Ферменттерді бөліп алу.

Орындаған: Ашкенова З.Н.
Тексерген: Кабденова А.Т.

Семей қ. 2015 ж
Жоспар

І. Кіріспе
ІІ.Негізгі бөлім
1. Ферменттерге жалпы сипаттама.
2. Жасушалық ферменттер ішінен қажетті биореагенттерді анықтау .
3. Ферменттер модификациясы және оларды алу әдістері.
4. Ферменттерді бөліп алу және тазарту.
ІІІ. Қорытынды
IV. Пайдаланған әдебиеттер

Кіріспе

Қазіргі кезеңде, басқа да ғылым салаларымен бірге қарқынды дамып келе жатқан өзінің зерттеулерінің қолданбалы нәтижелері және жетістіктері жердегі бүкіл тіршілік иелері үшін аса маңызды биохимия ілімінің бір бөлімі ферменттер болып табылады.
Ферменттердің тірі ағзаларда өтетін химиялық реакциялардың жү - ру барысын реттеп, белгілі бір тәртіппен өткізуі сол ағзаның тіршілік ету қабілетінің сақтауының, тұрақты болуының, ұрпақ жал - ғас - ты - ру - ының кепілі.
Қандай да бір реакциялардың жүру барысының өзгерісі міндетті түрде метаболиттік процесстердің өзгеруіне әкелетіні, сол себепті, ағзада зат алмасуының бұзылатыны күмән келтірмейді.
Ферменттерді медицинада пайдалану адам ағзасындағы әртүрлі патологиялық қалыптың (аурудың) пайда болу себептері мен дамуы механизмдерін (этиопатогенезді), (бұл -- энзимодиагностика), емдеу жолдарының стратегиясы мен тактикасын құруды және емдеуді (бұл сол мақсатта ферменттерді дәрілік препарат ретінде пайдалану -- энзимотерапия), емдеу барысының тиімділігін бақылау тәріздес аса ма - ңызды проблемаларды шешуге жоғары дәлдікпен көмектеседі. Сонымен бірге, аурудың диагностикасы үшін маңызды, қазіргі қоғамда дені сау ұрпақ жалғастыру үшін алдын-ала болжауға мүмкіндік беретін саланың бірі - энзимопатология - тұқымқуалаушы және жүре пайда болатын аурулардың себептері мен даму механизмдерін ай - қын - дап, адамның қоғамдық және индивидуалдық аспектілеріндегі проблемаларды шешіп бере алады.
Ферменттерді зерттеудің нәтижелері тірі биологиялық объекті - лер - дің құрылысын, қасиеттері мен зат алмасуы процестерін басқа салалар мен бірге медицинаның да молекулалар деңгейінде зерделей алуына мүмкіндік береді.
Энзимологияны оқып-үйрену және білу студенттің болашақ кә - сіп - қой дәрігер болып қалыптасуы үшін өте қажетті.

1. Ферменттерге жалпы сипаттама.

Фермент деп катализатор қызметін атқаратын ақуыздардың ерекше түрі
айтылатыны белгілі. Катализатор дегеніміз - ағзада жүретін химиялық реакциялардың бағытын өзгертетін немесе жүру қарқындылығын арттыратын арнайы молекулалар.
Сонымен, ферменттер қатарына бөтен ақуыздарды ыдыратып, немесе реакцияны басқа бағытқа аудара алатын катализаторлар кіреді. Бұл дегеніміз адам үшін өте қажетті заттар түзілетін қажетті реакциялардың бастамасы. Табиғатта ферменттің мыңдаған түрі бар.
Микроорганиздер ағзаға өте қажетті құрамында көміртекті заттары бар көптеген қосылыстарды синтездей алады. Жануарлар мен өсімдіктермен салыстырғанда, микроорганизмдер арқылы ферменттер алу өте тиімді келеді. Микробтық жасушалары өсіп-даму, тыныс алу жəне өнім түзілуге жауапты түрлі биохимиялық реакцияларға катализаторлық қызмет атқаратын 2 мыңнан астам ферменттерді синтездейді. Осы ферменттер ішіндегі көптеген бөлігін бөліп алуға болады жəне олар жасушадан тыс та өз белсенділіктерін таныта біледі. Ферментті дəрмектерін алу мақсатында микроскопиялық саңырауқұлақтармен қатар, бактериялар мен ашытқылар да пайдаланылады. Культуралдық сұйықтығындағы ферменттер белсенділігі тез басылып қалатындықтан, өндірісте құрғақ техникалық фермент дəрмектерін дайындау кеңінен қолданылады.
Ферменттер, басқа глобулярлық ақуыздар сияқты рибосомада синтезделіп, клетка ішінде қызмет етіп (эндофермент) немесе ішкі оттаға секрецияланады (экзофермент). Клетканың ферментативтік жиынтығы типтік, түріне сәйкес, генетикалық детерминацияланаған. Сонымен қатар оларды коститутивтік (тіршілікке маңызды негізді, көбінесе эндогендік), клетка үнемі тұрақты концентрацияда болады және индуцибельдіферменттер, бұлардың концентрациясы мен активтілігі субстратпен байланысты. Клетка өз тілшілігін соңғылырсыз сақтай алады.
Дүние жүзі бойынша қажетті деп танылатын 20 фермент түрі (ғалымдардың айтуынша табиғатта 2500-дей фермент бар) 65 мың тонна көлемінде өндіріледі. Мысалы, өндірістік деңгейде көп өндірілетін ферменттер қатарына амилаза, глюкоамилаза, протеаза, инвертаза, пектиназа, каталаза, стрептокиназа, целлюлаза жəне басқаларын жатқызуға болады.
Өндірісте көбінесе гидролазалар (синтетикалық жуғыш заттар өндірісіндегі детергенттер) және глюкозидазалар (кондитерлік өнімдер, жеміс және көкөніс шырындарын шығаруөндірісінде) қолданылады. Сондай-ақ ферменттер тағамдық, целлюлоза-қағаз, медициналық және басқа салаларда кең қолданады.

2. Жасушалық ферменттер ішінен қажетті биореагенттерді анықтау.

Жасушаның таңқаларлық көп химиялық қосылыстарын сорттап, ішінен қажетті ферментті таңдап алу - өте күрделі жұмыс. Мұны шешу үшін келесі мүкіндіктердің орындалуы қажет болады:
oo қызықтыратын қызметі бар жасушаны таңдап, кездейсоқ ферментті
бөліп алғаннан кейін, олардағы амин қышқылдарының орналасу тəртібін анықтау керек. Кейін, осы ферменттер арасындағы ұқсастықтарды анықтау үшін, анықталған фермент құрылысын, бізге белгілі қызмет атқаратын фермент құрылысымен салыстырады. Мұндай қажетті қызмет атқаратын ферменттің табылмауы да мүмкін.
- жасуша құрамынан қажетті затты синтездейтін мРНҚ бөліп алынып, олардың матрицасында трансляция үдерісі кезінде пайда болатын ферменттерді сынап көру қажет. Жасушаның белсенділігіне байланысты көрінетін ферменттерге басты назар аударылады. Кейін, жоғарыда келтірілген тəсілмен ферменттер арасындағы ұқсастықтарды анықтау үшін, қажетті фермент құрылысын белгілі қызмет атқаратын фермент құрылысымен салыстырады.
oo белсенді емес жасушалар популяциясы іріктеліп алынып, оларға
кездейсоқ жолмен ферменттер қосылады, нəтижесінде қажетті белсенділіктері көрініс бергендері таңдап алынады. Сөйтіп, жасушаға қосылған фермент нəтижесінде қажетті белсенділік пайда болғандықтан, дəл осы фермент біздерге қажеттісі екен деген пікір жасалынады.
Бұл бағыттағы ізденіс жұмыстарының қарқынды түрде жүргізіле бастауы, ақуыздардың құрылысы мен ондағы амин қышқылдарының орналасу реті жөніндегі мол деректердің жинақталуына байланысты арта түскен болатын. Нəтижесінде атқаратын қызметтері ұқсас келетін ақуыздардың құрылымдық ерекшеліктері салыстырыла басталды. Жүздеген мың табиғи ферменттердің шектеулі ғана архитиптерге, немесе супержанұялық типке (суперсемейство) жататындары анықталды. Бір жанұялық типке жататын ақуыздар, ұқсас құрылым мен қызметтерге ие болады жəне олар алыс туыстарда да кездеседі. Жаңа табылған ферментті, атқаратын қызметі бұрыннан белгілі ферменттің құрылымымен салыстыра келе, оның түзілген классификациядағы орнын анықтауға болады. Алайда, ферменттің қандай ұялық типке жататынын анықтау, тіпті оның амин қышқылдық орналасу ретін басқа ұқсас құрылымды ферменттермен салыстыру нəтижесі де, əрдайым бұл проблеманы шешуге қол жеткізе бермейді. Бұған дəлел ретінде, ферменттің атқаратын қызметі оның үш сатылы құрылымымен анықталатынын жəне тек бірнеше амин қышқылдары ғана алмастырылған жағдайдың өзінде, бұл ақуыздың мүлде басқа қызмет атқара бастайтынын еске түсірсек жеткілікті. Бірақ та, соңғы жылдардағы заманауи компютерлік технологияның мүмкіндіктерін пайдалану, биологиялық скрининг нəтижелерінің тиімділігін арттыруға қол жеткіздірді. Соның нəтижесінде көптеген пайдалы жақтары мол болуы мүмкін деп есептелетін биоэнзимдерді анықтау мүмкін болып отыр.

20-суретте жасушалық ферменттерді анықтауға қажетті үдерістердің түрі жинақталып берілген.
Табиғи ферменттер өте тиімді жұмыс істегенімен, жасушаның атқаратын қызметі біздердің сұранысымызды əрдайым толықтай қанағаттандыра бермейді. Біздер, қажетті өнімді көп мөлшерде алуды, яғни оны өндірістік деңгейде өндіруді қалаймыз. Жасушалар болса, зат алмасуы үдерісі барысында түзілетін өнімдерін (метаболизм) реттеп, əрдайым өздеріне қажетті мөлшерде ғана шығаруға бейімделген. Жасушалардың көптеген ферменттері қыздыруға шыдамсыз жəне өмір сүру мерзімі де қысқа болып келеді. Сонымен бірге, олар өздері катализдейтін реакция өнімінің көлемі жеткілікті деңгейге жеткен уақытта, ажыратылып қалу (отключение) қасиетіне ие. Кейбір жағдайларда, біздерге қажетті қасиеттері бар ферменттер табиғатта мүлдем болмағандықтан, оларды басқа ферменттерді өзгерістерге ұшырату жолымен алуымызға тура келеді.
Ферменттердің қалай қызмет атқаратындықтарының толықтай зерттелуі, оларды өздеріміздің мақсатымызда пайдалануымызға мүмкіндік беретін - рекомбинантты ДНҚ технологиясын меңгеруімізге жол ашты. Соның нəтижесінде, адамдар табиғат берген сыйды қайта құрастыру мүмкіндігіне қол жеткізді. Мысалы, экстремалды жағдайда (температура, құрғақшылық, РН-ортасы) тіршілік ететін организмдерден ферментін алып, бұл ферменттердің ерекшеліктерін өз мүддемізге сай пайдалану əдістері табылды. Біздер үшін, əсіресе, табылған ферменттің əрекетінің қажетті нəрсеге бағытталуы, яғни оның əсері аумағының шектеулі болуы қызықтырады.

3. Ферменттер модификациясы жəне оларды алу əдістері

Рекомбинантты технология үдерісінің меңгерілуі, табиғи ферменттерді өндірістік мақсатта пайдалану мүмкіндігін арттырды. Жақын аралықтағы жасуша үдерістерінің ашылуы мен осы саладағы көптеген патенттік ізденістердің тіркелуі, биореагенттерді өндірістік мақсатта қолданудың ауылы алыс еместігіне меңзейді.
Белгілі бір молекуланың химиялық құрамын өзгерту үшін бағытты мутагенез əдісі қолданылады. Бұның мəні, арнайы жүргізілген индукция ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.