Ферменттерді бөліп алу. ферменттер әсерінің кинетикасы


1. Ферменттік әсер ету механизмі
2. Ферменттердің химиялық табиғаты
3. Ферменттердің классификациясы
4. Клеткадағы ферменттер әсері
5. Ферменттік препараттарды алу
6. Ферменттерді бөліп алу және тазалау
7. Ферменттер кинетикасы
Тірі клеткаларда зат алмасу процесі үздіксіз жүріп жатады. Зат алмасу процесі дегеніміз белгілі бір тәртіппен кезектесіп келіп отыратын әр түрлі химиялық реакциялардың жиынтығы. Дәл осы реакциялар клеткадан тыс жерде (іп vіtrо) өте қиындықпен және өте баяу жүреді. Тірі клеткада бұл реакциялардың жүрісін ферменттер тездетеді.

Ферменттер - дегеніміз жануарлардың, өсімдіктер мен микроор-ғанизмдердің клеткалары жасап шығаратын биологиялық катализаторлар.

Ферменттік әсер ету механизмі

Химиялық реакциялардың жылдамдығы реакцияға түсетін молекулалардың соқтығысу жиілігіне байланысты. Ал соқтығысу жиілігі молекулалардың концентрациясы мен ортаның температурасына байланысты.
Температураның артуына қарай молекулалар қозғалысының кинетикалық энергиясы да артады, бұл молекулалар соқтығысуы-ның жиілігіне әсер етеді. Сонымен қатар реакдияның өтуі үшін молекулалардың соқтығысуы жеткіліксіз. Бұл кезде олар активті күйде болуы қажет, басқаша айтқанда, оларда реакция үшін қажетті энергияның біршама артық қоры болуы тиіс. Мұндай энергияны активация энергиясы деп атайды. Фермент осы реакцияға қажет активация энергиясын кемітеді. Ол үшін фермент реакцияға ұшырайтын заттың молекуласымен (оны субстрат деп атайды)бірігіп комплекс түзеді. Комплексті қысқаша Ф + С (фермент+ + субстрат) деп белгілейді. Бұл комплекстің түзілуіне әлдеқайда аз мөлшердегі энергия қажет.
Фермент + субстрат аралық комплексін түзу кезінде субстрат молекулалары біраз деформацияға ұшырайды, сондықтан реакция-ның активация энергиясы кемиді. Бұл деформация субстраттың молекула ішілік байланыстарын әлсіретеді және молекуланы белгі-лі бір реакцияға неғұрлым қабілетті етіп шығарады. Комплекстің түзілуі спектрлік методтардың жәрдемімен дәлелденген.
Ф + С аралық комплексін түзуде субстрат ферменттің бүкіл мо-лекуласымен емес, оныд активтік орталықтар деп аталатын жеке-легең учаскелерімен қосылады. Ферменттің әрбір молекуласында 1—2 активтік орталық бар екендігі анықталып отыр.
Активтік орталықтық кеңістіктік құрылысы мен химиялық та-биғаты белгілі бір субстратқа ғана сай келетіндей болып қалып-тасқан. Бұл фермент басқа субстратқа катализатор бола алмайды. Осы ерекшелік ферменттердің талдаушылық қасиетін белгілейді.
Органикалық заттар мен ферменттердің структурасын зерттей келе, Э.. Фишер фермент пен субстраттың кедістіктік сәйкестігінің жақындығы женінде қорытынды шығарып, фермент субстратқа құлпының кілтіндей сәйкес келеді деп сипаттады.

Пән: Химия
Жұмыс түрі: Материал
Көлемі: 14 бет
Бұл жұмыстың бағасы: 300 теңге




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

Тақырыбы: Ферменттерді бөліп алу Ферменттер әсерінің кинетикасы

Орындаған:Мұхтарбек Ә.Е
Топ:БТ-201
Тексерген:Кабденова А.Т

Жоспар:

1. Ферменттік әсер ету механизмі
2. Ферменттердің химиялық табиғаты
3. Ферменттердің классификациясы
4. Клеткадағы ферменттер әсері
5. Ферменттік препараттарды алу
6. Ферменттерді бөліп алу және тазалау
7. Ферменттер кинетикасы

Тірі клеткаларда зат алмасу процесі үздіксіз жүріп жатады. Зат алмасу процесі дегеніміз белгілі бір тәртіппен кезектесіп келіп отыратын әр түрлі химиялық реакциялардың жиынтығы. Дәл осы реакциялар клеткадан тыс жерде (іп vіtrо) өте қиындықпен және өте баяу жүреді. Тірі клеткада бұл реакциялардың жүрісін ферменттер тездетеді.

Ферменттер - дегеніміз жануарлардың, өсімдіктер мен микроор-ғанизмдердің клеткалары жасап шығаратын биологиялық катализаторлар.

Ферменттік әсер ету механизмі

Химиялық реакциялардың жылдамдығы реакцияға түсетін молекулалардың соқтығысу жиілігіне байланысты. Ал соқтығысу жиілігі молекулалардың концентрациясы мен ортаның температурасына байланысты.
Температураның артуына қарай молекулалар қозғалысының кинетикалық энергиясы да артады, бұл молекулалар соқтығысуы-ның жиілігіне әсер етеді. Сонымен қатар реакдияның өтуі үшін молекулалардың соқтығысуы жеткіліксіз. Бұл кезде олар активті күйде болуы қажет, басқаша айтқанда, оларда реакция үшін қажетті энергияның біршама артық қоры болуы тиіс. Мұндай энергияны активация энергиясы деп атайды. Фермент осы реакцияға қажет активация энергиясын кемітеді. Ол үшін фермент реакцияға ұшырайтын заттың молекуласымен (оны субстрат деп атайды)бірігіп комплекс түзеді. Комплексті қысқаша Ф + С (фермент+ + субстрат) деп белгілейді. Бұл комплекстің түзілуіне әлдеқайда аз мөлшердегі энергия қажет.
Фермент + субстрат аралық комплексін түзу кезінде субстрат молекулалары біраз деформацияға ұшырайды, сондықтан реакция-ның активация энергиясы кемиді. Бұл деформация субстраттың молекула ішілік байланыстарын әлсіретеді және молекуланы белгі-лі бір реакцияға неғұрлым қабілетті етіп шығарады. Комплекстің түзілуі спектрлік методтардың жәрдемімен дәлелденген.
Ф + С аралық комплексін түзуде субстрат ферменттің бүкіл мо-лекуласымен емес, оныд активтік орталықтар деп аталатын жеке-легең учаскелерімен қосылады. Ферменттің әрбір молекуласында 1 -- 2 активтік орталық бар екендігі анықталып отыр.
Активтік орталықтық кеңістіктік құрылысы мен химиялық та-биғаты белгілі бір субстратқа ғана сай келетіндей болып қалып-тасқан. Бұл фермент басқа субстратқа катализатор бола алмайды. Осы ерекшелік ферменттердің талдаушылық қасиетін белгілейді.
Органикалық заттар мен ферменттердің структурасын зерттей келе, Э.. Фишер фермент пен субстраттың кедістіктік сәйкестігінің жақындығы женінде қорытынды шығарып, фермент субстратқа құлпының кілтіндей сәйкес келеді деп сипаттады.

Ферменттердің химиялық табиғаты
Алғаш рет ферменгті 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 никотинамидадениндинуклеотид (NАD+) мысал бола алады.
Ғе, Со, Си, Мп металдары ферменттердін, активті топтарында белокпен берік байланысқан, ал К, Са, Мg, Zп, С1 сияқты басқа элементтер -- әлсіз байланысқан, олар өздерінің қатысуы арқылы көбінесе ферментті активтендіре түседі.
Ферменттер субстратқа да, сондай-ақ химиялық байланыстың типіне де талғаушылық қасиет көрсетеді.

Ферменттердің классификациясы

Ферменттердің саны бүрынғыдан әлдеқайда артып отырғандықтан, барлық ферменттерді ескі классификациямен қамту мүмкін болмай қалды. 1961 жылы көрнекті биохимик-ғалымдардан тұратын комиссия құрылды, бұл комиссия ферменттердің жаңа классификациясын жасап, оны Ха-лықаралық биохимиялық Одақтың қарауына ұсынды. Жаңа клас-сификация бойынша бізге белгілі ферменттердің барлығы алты класқа бөлінеді.
1. Оксидоредуктаза -- тотығу-тотықсыздану ферменттері.
2. Трансфераза -- атомдардың түрліше топтарының тасымалдау реакциясын катализдейтін ферменттер.
3. Гидролаза -- заттардың түрліше топтарының гидролизіне қатысатын ферменттер.
4. Лиаза -- еселенген байланыс түзе және оны бұза отырып, атомдар тобын қосып немесе ажыратып алу реакциясын ка-тализдейтін ферменттер.
5. Изомераза -- изомеризация реакциясын катализдейтін ферменттер.
6. Лигаза (синтетаза) -- АТР энергиясының есебінен жай заттардан күрделі органикалық заттар түзу реакциясын катализдейтін ферменттер.
Жаңа классификация бойынша әрбір фермент атауының алдына төрт цифр қойылады. Бұл цифрлардың біріншісі осы фермент негізгі алты кластың қайсысына жататындығын керсетеді. Екінші цифр оның класс тармағын білдіреді. Оксидоредуктаза ферментінде екінші цифр донор молекуласындағы тотығатын топтың табиғатын көрсетеді. Трансфераза ферментінде ол тасымалданатын топтық табиғатын көрсетеді. Гидролаза ферментінде екінші цифр гидролизденетін байланыстың типін, лиаза ферментінде -- үзілетін байланыс типін, изомераза ферментінде -- катализденетін изомеризация реакциясының типін, ал лигаза ферментінде -- жаңадан түзілетін байланыс типін көрсетеді. Үшінші цифр класс тармағының түрін білдіреді. Оксидоредуктаза ферментінде ол реакцияға Қатысатын акцептордьщ типін белгілейді, трансфераза ферментінде -- тасымалданатын топты, гидролаза ферментінде -- гидролизденетін байланыстың типін, ал лиаза ферментінде -- ыдыратылатын топты анықтайды. Изомераза ферментінде үшінші цифр субстраттың өзгеру сипатын, ал лигаза ферментінде түзілетін қосылыстың табиғатын көрсетеді. Сонымен, алғашқы үш цифр ферменттіқ типін нақты анықтайды, ал төртінші сан ферменттің осы класс тармағындағы рет нөмірін білдіреді. Ферменттің шифрындағы әрбір цифр бір-бірінен нүктемен бөлінеді.

Клеткадағы ферменттер әсері
Организмдегі ферменттердің активтілігі алуан түрлі факторларға байланысты. Оларға организм клеткаларындағы газ, температура, су, қышқыл және жарық режимдері жатады. Сонымен қатар субстрат пен фермент концентрациясының, түрлі кофакторлардың, активатор мен инги-биторлардың болуының, метаболиттер концентрациясынық, әр түрлі клетка структурасында ферменттерді байланыстырудың да маңызы бар.
Клеткадағы су мөлшерінің де зор маңызы бар. Ылғалдылығы 14 проценттен төмен кезде құрғақ тұқымдағы ферменттер әлсіз келеді; ылғалдылықты 14 -- 15 процентке жеткізу және одан да жоғарылату ферменттердің активтілігін күрт арттырады. Бұл жағдай астықты сақтау процесі кезінде ескеріледі, өйткені ферменттер активтілігінің күшеюі сақталатын астықтың сапасын төмендетеді де, астықтың едәуір мөлшерін ысырапқа ұшыратады. Ортанын. газ құрамының реттеушілік әсері белгілі. Бұл тыныс алу ферменттері активтілігінің арта түсуінен де көрінеді. Аэрация процесі күшейген кезде аэробты тыныс алу ферменттерінің активтілігі артады да, спирттік ашу ферменттерінің қызметі баяулайды.
+ 9 градустан +1 градусқа дейінгі төмендетілген температурада картоп түйнектерінде крахмал гидролизі есебінен моносахаридтер жиналады; ал неғұрлым жоғары температурада, керісінше, крахмал синтезделеді. Бұл өзгерістер төмендетілген температурада сахарозо-UDР-гликозилтрансфераза ферментінің, ал екінші жағ-дайда -- гликоген-UDР-гликозилтрансфераза ферментінің активте-ну нәтижесі болып табылады.
Әр түрлі металдардың да ферменттер активтілігіне әсері бар. Топырақта мырыш жетіспеген жағдайда өсімдіктерде глютамат-дегидрогеназа ферментінің күші төмендейді. Молибден жетіспеген кезде нитратредуктаза ферментінің активтілігі төмендейді.
Ферменттердің активтілігіне метаболизм процесінде пайда болатын заттар да әсер етеді. Едәуір мөлшерде жинала келе, метаболиттер ферменттерге кері байланыс принципі бойынша басыңқы әсер етеді. Мысалы, L-треонин амин қышқылы треониндезаминаза ферментінін, жәрдемімен бірқатар аралық өнімдер арқылы L-изолейцинге айналады. L-изолейциннін, артық мөлшері түзілісімен ол треониндезаминаза ферментін байланыстырады және оның активтілігін кемітеді.
Жоғарыда сипатталған факторлардың еріген күйдегі ферменттер үшін маңызы бар. Алайда ферменттер. клеткаларда ерімеген күйде болуы да мүмкін. Клетка органоидтарының көпшілігі мембраналар принципі бойынша құрылған. Ферменттердің едәуір бөлігі клетка мембранасымен байланысқандығы анықталған. Мембраналарда ферменттер мелокулаларын липидтер қоршап жатады. Ферменттің липидтермен және мембрананың басқа да компоненттерімен әрекеттесуі салдарынан оның қасиеттері мен структурасы бұрынғы қалпында қалмайды. Мұның ферменттік активтілігін реттеуде маңызы бар. Мысалы, рибосомаларда рибонуклеаза ферменті адсорбталған. Әр түрлі жағдайлардың әсерімен бұл фермент активтілігін арттырса, рибосоманы бұзуы мүмкін. Лизосомалардың құрамында ферменттер болады. Егер лизосоманың мембранасы зақымдалса, бұл ферменттер босап шығады да, клетканы еріте отырып, цитоплазма заттарын ыдырата бастайды. Кребс циклінің ферменттері кристалардың бетінде адсорбталған.

Ферменттік препараттарды алу

Ферменттік препараттарды алу үшін микроскопиялық саңырауқұлақтарды, сондай-ақ бактериялар мен ашытқыларды пайдаланады. Кейде техникалық ферменттік препараттарды алу ферментация процесін жүргізумен аяқталады. Мысалы, спирт өнеркәсібінде крахмалды қанттандыру үшін aspergillus niger сұйық культурасын қолданады, ол крахмал(1%) мен түрлі тұздар қосу арқылы спирттік бордта тереңдік культивирлеу әдісімен өсіріледі. Кейін оны сұйық күйде 10-12% мөлшерде қанттандырылатын заторға қосады. Бірақ культуральды сұйықтықтағы ферменттердің белсенділігі тез төмендейді. Сондықтан құрғақ техникалық ферменттік препараттарды алу кең таралған.
Ферменттердің техникалық препараттары. Кешенді амилолитикалық ферменттік препаратты қатты қоректік ортада көгерткіш саңырауқұлақтарды өсіріп, одан кейін алынған массаны кептіру және ұсақтау арқылы алады. Ферменттік белсендірек препаратын культуральды сұйықтықтан амилазаны ацетонмен тұндырып, одан кейін коагулятты 27-28˚С температурада кептіру арқылы бөліп алуға болады. Ферментті тұндыру үшін аммоний сульфатын жиі қолданады. Культуралды сұйықтықты алдын ала құрғақ заттардың мөлшері 40% жеткенше 40˚С температурада кептіріп алады. Коагулятты толықтырғышпен бірге кептіреді. Японияда тағамдық қажеттіліктер үшін ерекше крахмалмен өңделген культуралды сұйықтықтан ферментті адсорбциялау арқылы алынған амилазаның техникалық препаратын пайдаланады. Содан кейін амилазаны крахмалмен бірге лиофилизациялайды.
Құрамында пектиназа болатын препаратты лимон қышқылы өндірісінің қалдықтары - aspergillus niger мицелийінен алады. Ол үшін оны кептіреді немесе экстракттан мицелийдің ақуызды фракциясын коагуляциялайды. Бұл препаратты жемістер мен жидектерді өңдеген кезде шырындарды ашық түстендіру және олардың шығымын арттыру үшін қолданады.
Саңырауқұлақ уыты. Соңғы жылдары Кеңес Одағында құрғақ амилолитикалық ферменнттерді спирттік және сыра қайнату өнеркәсіптерінің және мал шаруашылығының қажеттіліктеріне пайдаланылады. Бұл препаратты жиі саңырауқұлақ уыты деп атайды. Саңырауқұлақ уытын алу үшін таза культураны колбаларда, одан кейін кюветтерде көбейтеді. Бұл деңгейде қоректік ортаны стерильді бидай кебегінен дайындайды (0,1 MПа қысымда бір сағат бойы автоклавтау). Кебектің ылғалдылығын 45%-ға жеткізеді және оны тұз немесе күкірт қышқылымен қышқылдандырады. Суытқаннан кейін ылғалды кебекке таза культураны егіп, 30˚С температурада 3-4 тәулік бойы споралардың интенсивті түзілу кезеңіне дейін өсіреді. Кюветтерде таза культураны 32-33˚С температурада 10-12 сағаттан кейін 27-28˚С температурада толық споруляцияға дейін ... жалғасы
Ұқсас жұмыстар
«Ферменттерді бөліп алу ферменттер әсерінің кинетикасы»
Ферменттерді бөліп алу.Ферменттер әсерінің кинетикасы
Ферменттер әсерінің кинетикасы туралы мәлімет
Ферменттер әсерінің кинетикасы
Ферменттер әсерінің кинетикасы жайлы ақпарат
Ферменттерді бөліп алу
«ферменттермен жұмыс істеу әдістемесі. ферменттерді бөліп алу»
Ферменттермен жұмыс істеу әдістемесі. Ферменттерді бөліп алу
Ферменттер биосинтезі жайлы мәлімет
«Ферменттер биосинтезі »
Пәндер

Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор №1 болып табылады.

Байланыс

Qazaqstan
Phone: 777 614 50 20
WhatsApp: 777 614 50 20
Email: info@stud.kz
Көмек / Помощь
Арайлым
Біз міндетті түрде жауап береміз!
Мы обязательно ответим!
Жіберу / Отправить

Рахмет!
Хабарлама жіберілді. / Сообщение отправлено.

Email: info@stud.kz

Phone: 777 614 50 20
Жабу / Закрыть

Көмек / Помощь