Ферменттердің әсер ету кинетикасы

Пән: Өнеркәсіп, Өндіріс
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 9 бет
Таңдаулыға:

Қазақстан Республикасының Білім және Ғылым министрлігі

Семей қаласының Шәкәрім атындағы мемлекеттік университеті

Тақырыбы: Ферменттердің әсер ету кинетикасы.

Орындаған:Смагулова А. Е.

Топ: БТ-201.

Тексерген: Қабденова А. Т.

Семей-2015ж.

Мазмұны:

Кіріспе
Негізгі бөлімФерменттердің кинетикасы. Ферменттердің химиялық табиғаты.
Қорытынды
Пайдаланған әдебиеттер

Кіріспе

Тірі организмде жүретін барлық процестер ферменттердің қатысуымен атқарылады. Олардың әсерімен қорек құрамындан күрделі заттар қарапайым қосылыстарға ыдырап, соңынан олардан осы организмге тән макромолекулалар түзіледі.

Ферменттерге өте зор талғамдылық қасиет тән. Әр фермент тек белгілі бір затқа, белгілі бір байланыс түріне әсер етеді. Мысалы, мальтоза қантын ыдырататын мальтаза ферменті басқа қанттарға эсер етпейді.

Ферменттер әрекетінің негізіңде үш түрлі әсер жатады 1) жинақтау (концентрациялау әсері; 2) бағдарлау (ориентациялау) әсері; 3) көп бағытты катализ.

Ферменттер кинетикасы.

Ферменттер алдымен қоректі заттар субстратының әр түрлі молекулаларын талғап алып, оларды өз беткейіне жинақтайды, қоректі қорыту процесіне дайындайды, ал ферменттер олардың химиялық өзтерістерін тездетеді.

Белоктар, майлар, көмірсулар молекулаларының құрамы ндағы ком-поненттер көбінесе ангидридтік байланыстар арқылы полимерлер түзеді. Бұл байланыстар ферменттердің әрекетімен су қосу арқылы (гидролиз) үзіледі. Соидықтан бұл процесті гидролиздік ыдырау, ал оны қамтамасыз ететін ферменттерді гидролазалар деп атаңды.

Ас қорыту жолында қоректік заттар түрлі микроорганизмдер ферменттерінің әсерімен биологиялык, өндеуден де өтеді. Ас қорыту жүйесінің айтарлықтай көлемді алдынғы бөлімдерінде (қарывда) және ішектің кеңіген соңғы бөлімдерінде (әсіресе бүйенде) алуан түрлі микроорганизмдер өздеріне қолайлы жағдай тауып (түрақты жылылық, кажетті ылғалдьгқ, сілтілік не байтарап орта, мол және үздіксіз келіп тұратын қоректік заттар), тез көбейіп өседі де, қоректі тездетіп ыдыратуға көмектеседі. Өсімдік тектес азық құрамында организмде қиын қорытылатын және ас қорыту сөлдерінде ерімейтін заттарға бай клетчатка көп мөлшерде болады. Ал ас қорытатын сөлдер құрамында оны ыдырататын ферменттер болмайды. Сондықтан клетчатка тек микроорганизмдер ферменттерінің әсерімен қорытылады. Тоқ ішекте микроорганизмдер әрекетімен белоктар шіріп, майлар тотығып, көмірсулар ашиды, организмге қажет көптеген заттар (амин қышқылдары, дәрмендәрілер т. б. ) түзіледі да, бұл молекулалардың өзара әрекеттесуін тездетеді. Ферменттердің бұл әрекетін жинақтау (концентрациялау) әсері деп атайды. Қоректік заттардың ыдырау процесі дұрыс жүру үшін фермент беткейіне жинақталған субстраттар молекулаларының белгілі аудандары бірбірімен жанасуы керек, демек олар бірінебірі бағдарлануы керек. Ферменітердің осындай бағдарлау әрекетінің әсерінен қоректік заттардың ыдырау процесі мығдаған есеге шапшандайды.

Ферменттердің негізгі қасиеті олардың күрделі құрылысына байланысты. Қазіргі деректерге қарағанда фермент молекулаларында белсенді орталық деп аталатын бөлік болады. Ферменттер қоректік затқа әсер ету үшін субстрат молекулаларының пішіні осы белсенді орталықтың пішінімен үйлесуі керек.

Белсенді орталық функционалдық топтан немесе жеке амин қышқылынан тұрады. Қазіргі кезде біраз ферменттердің белсенді орталығының табиғаты жақсы зерттелген. Мысалы, химотрипсин ферментінің белсенді орталығы екі бөліктен тұратын көрінеді. Оның бірінші бөлігі - сіңіру аймағы. Оған серин, гистидин, аспарагин қышқылдарының қалдықтары кіреді. Белсенді орталықтың бұл бөлігінің пішіні май тамшысы тәрізді.

Белсенді орталықтың екінші бөлігі - катализдік топ. Ол арқылы фермент субстрат молекулаларының белгілі бір орталықтарын шабуылдап, көп бағытты катализ процесін жүргізеді.

Қазіргі кездегі деректерге сәйкес фермент пен субстрат өзара әрекеттестікте болады. Субстрат әсерімен кейбір фермент өз белсенді орталығының пішінін, өзінің функционалдық тобын зор катализдік белсенділік көрсететіндей етіп бағыттайды. Өз кезегінде ферментпен қосылыса келе субстрат та белгілі дәрежеде пішінін (конфигурациясын) өзгереді. Осының нәтижесінде оның белсенді орталықтың функционалдық тобымен жанасу мүмкіндігі артады. Химиялық реакция соңында фермент - субстрат кешені ажырап, соңғы ыдырау өнімі бөлінеді де, фермент босанады. Осыдан соң босанған белсенді орталық субстраттың басқа молекуласымен байланысады. Ал ферменттік реакция қарқынына фермент пен субстрат табиғаты мен мөлшері, температура, қысым, әрекетшіл орта деңгейі, басытқының (ингибитор) болу-болмауы т. с. с. әсер етеді.

Сонымен, ферменттер қатарына бөтен ақуыздарды ыдыратып, немесе реакцияныбасқа бағытқа аудара алатын катализаторлар кіреді. Бұл дегеніміз адам үшін өтеқажетті заттар түзілетін қажетті реакциялардың бастамасы. Табиғатта ферменттіңмыңдаған түрі бар.

Микроорганиздер ағзаға өте қажетті құрамында көміртектізаттары бар көптеген қосылыстарды синтездей алады. Жануарлар мен , микроорганизмдер арқылы ферменттер алу өте тиімді келеді. Микробтық жасушалары өсіп-даму, тыныс алу жəне өнім түзілуге жауапты түрлібиохимиялық реакцияларға катализаторлық қызмет атқаратын 2 мыңнан астамферменттерді синтездейді. Осы ферменттер ішіндегі көптеген бөлігін бөліп алуғаболады жəне олар жасушадан тыс та өз белсенділіктерін таныта біледі. Ферменттідəрмектерін алу мақсатында микроскопиялық саңырауқұлақтармен қатар, бактериялар мен ашытқылар да пайдаланылады. Культуралдық белсенділігі тез басылып қалатындықтан, өндірісте құрғақ техникалықфермент дəрмектерін дайындау кеңінен қолданылады.

Дүние жүзі бойынша қажетті деп танылатын 20 фермент түрі (ғалымдардыңайтуынша табиғатта 2500-дей фермент бар) 65 мың тонна көлемінде өндіріледі. Мысалы, өндірістік деңгейде көп өндірілетін ферменттер қатарына амилаза, глюкоамилаза, протеаза, инвертаза, пектиназа, каталаза, стрептокиназа, целлюлазажəне басқаларын жатқызуға болады.

Қазіргі кезде мұнай өнімі салыстырмалы түрде арзан болғандықтан, біздерқажетті органикалық қосылыстарды солардан аламыз. Болашақта биоөндірісадамзатқа қажетті органикалық заттарды өндірудің экономикалық тиімді жолдарыарқылы, мұнайдан химиялық жолмен алынатын өнімдермен бəсекелес бола алады.

Жасушаны, бейнелеп айтатын болсақ, құрастыру мен бұзу , жұмыс істеп тұрған қандай да бір фабрикаға теңестіруге болады. Жасушаөндірісінің мақсаты - қоршаған ортасынан энергия алып, оны өзінің тіршілігі менкөбеюіне пайдалану. Бұл үдерістердің күрделілігі, терең қалыптасқаны мен бірбірімен тығыз байланыстылығы соншалық, қазіргі уақытта жасушаның толықтайанықтамасын беру мүмкін емес болып тұр.

Біздер жасушаның қалайша көптеген табиғи қосылыстарды ешқандайқосымша зиян келтірмей, тез жасайтынын білгіміз келеді. Бұның негізгі көзіжасушалақ ферменттерде жасырынған.

Биореагенттер деп - жасуша ішінде, немесе сыртында өтетін əртүрліүдерістерге химиялық реагенттер ретінде пайдаланылатын, тірі жасушалардың өніміболып табылатын химиялық қосылыстар айтылады. Қазіргі кезде биореагенттержеңіл жəне тамақ өнеркəсіптерінде, фармакологияда кеңінен пайдаланылады.

Кейбір жасушалық ферменттер химия өнеркəсібінде пайдаланылады жəнемыңдаған түрлі өнімдер шығаруға қатысады. Биореагенттердің қатысуы арқылыжүретін көптеген реакциялар ішінен, фармакология өндірісіндегі шығу тегіөсімдіктік болып келетін табиғи стероидтарын, жəне басқа да стероидты гармондарының қалдықтарын контрацептифтерге болады. Қарапайым антибиотиктердің көптеген бөлігі, қатысуымен жасалады. Тамақ өнеркəсібіндегі ферменттік катализарқылы алынатын өнім қатарында, құрамы фруктозаға өте бай келетін астықсиропын айтуға болады. ГолландиялықHolland Sweetener компаниясының өніміболып табылатын, төмен калориялы аспартам атты дəмдегіші, термолизин аттыпротеолетикалық ферменттің қатысуымен алынады. Ферментті өндірістік масштабтақолдану арқылы шығарылатын өнімдер қатарында фенолдық смола, акриламид, табиғи энзимдер жəне басқа да көптеген инсектицидтерді айтуға болады.

Ферменттердің химиялық табиғаты.

Алғаш рет ферментті 1814 жылы орыс академигі К. С. Кирхгофф ашқан. Ол бидай тұқымынан крахмалды ыдырататын амилаза ферментін тапты. Қазіргі кезде 1 000-нан астам ферменттердің әсері зерттелген. Оның ішінде 100-ге жуығы кристалл түрінде алынған. Олардың бәрі де белоктар болып табылады.

Ферменттер молекулаларының құрылысына қарай

2 топқа бөлінеді: 1) тек қана белоктардан тұратын бір компонентті ферменттер;

2) молекулаларының құрамына белоктан басқа активтік немесе простетикалық топ деп аталатын белоксыз текті заттар кіретін екі компонентті ферменттер.

Бір компонентті ферменттерде активтік орталықтың ролің амин қышқылдарының бүйірлік радикалдары атқарады. Белок - фер-мент молекуласының II және III деңгейлік структурасы жасалған кезде, бүйірлік радикалдар өзара жақындасады да, активтік орта-лығын қүрады. Мысалы, панкреатикалық рибонуклеазаның актив-тік орталығына гистидин-16-ның, лизин- 41-дің және гистидин-119-дық қалдықтары кіреді. Активтік орталықтың осы компоненттері-нін. кеңістіктік жақындасуын күрделендіре түсетін амин қышқылдары да ферменттер үшін маңызды роль атқарады. Белок - фермент молекуласының құрамынан басқа амин қышқылдарын ферменттің активтік қасиетіне нұқсан келтірмей де ажыратып алуға болады.

Екі компонентті ферменттердегі активті топ металл немесе кіші молекулалы органикалық зат болып табылады. Органикалық таби-ғатты активті топтар екі типке белінеді:

1) коферменттер: олар ферменттің белокты бөлігімен берік байланысады. Оксидоредуктазаның құрамындағы флавинаденин динуклеотид (ҒАБ) осындай коферментке мысал бола алады;

2) косубстраттар; олар ферменттің белокты бөлігімен нашар байланысқан, сондықтан олар ферменттің бір молекуласынан екін-ші молекуласына өте алады. Косубстратқа анаэробты оксидоредук-тазанын, құрамындағы (NАD+) мысал бола алады.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.