Ферменттер классификациясы туралы

Пән: Биология
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 10 бет
Таңдаулыға:

Қазақстан Республикасының Ғылым және Білім министрлігі

Семей қаласындағы Шәкәрім атындағы мемлекеттік университеті

Тақырыбы: «Ферменттер классификациясы».

Орындаған: Қабиева Т. Т.

Тексерген: Кабденова А. Т.

Семей қ. 2015 ж

Жоспар

І Кіріспе

ІІ Негізгі бөлім

Ферменттер атаулары және классификациясы
Ферменттердің ездеріне тән ерекшелігі.
Фермент активаторлары мен ингибиторлары (тежегіштері) .

ІІІ Қорытынды

IV Пайдаланған әдебиеттер

Кіріспе

Ферменттер немесе энзимдер - тірі жасушалардың барлық әрекеттеріне қатысатын, органикалық заттарды өзтеріске ұшырататын, зат алмасу процесін реттейтін биологиялық катализаторлар, айырықша белоктар. Ферменттердің қатысуының нәтижесінде химиялық реакциялардың жүруіне қажет қуат шығыны азаяды.

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 атаулары және классификациясы

Ферменттер атаулары екі түрлі: жүйелік (рационалды) атау және тривиалдық (іскерлік) атау.

Ферменттердің жүйелік атаулары айтарлықтай күрделі, бірақ ол реакцияға кірісетін субстрат жөнінде толық мәлімет береді. Бұл атаулар әдетте ғылыми әдебиеттерде қолданылады. Жүйелік атау бойынша әр ферменттің нөмірі(шифры) болады, ол төрт саннан тұрады және бұл сандардың арасы нүктемен бөлінген. Бірінші сан ферменттің класын білдіреді, екіншісі сан класс тармағын, үшінші сан- класс тармағы бөлігін, төртінші сан өз қатарындағы нөмірін көрсетеді.

Ферменттердің тривиалдық атаулары қысқа да қолдануға ыңғайлы. Мысалы, бір ферменттің жүйелік атауы 2. 7. 1. 2. АТФ: глюкозо-6- фосфотрансфераза. Ал осы ферменттің тривиальдық атауы глюкокиназа (гексокиназа) .

Ферменттің классификациясы. Ферменттер катализдейтін химиялық реакциялар түріне қарай 6 классқа бөлінеді.

Класс

Катализдейтін химиялық реакция түрі

Класс: Оксидоредуктазалар

Катализдейтін химиялық реакция түрі: Тотығу- тотықсыздану реакциялардың барлық түрі

Класс: Трансферазалар

Катализдейтін химиялық реакция түрі: Реакцияларда жеке атомдық топтарды тасымалдау

Класс: Гидролазалар

Катализдейтін химиялық реакция түрі: Судың қосылуымен химиялық байланыстарды үзу

Класс: Липазалар

Катализдейтін химиялық реакция түрі: Субстратты гидролиздік емес жолмен ыдыратып,

Класс:

Катализдейтін химиялық реакция түрі: қос байналыс түзу және керісінше реакциялар

Класс: Изомеразалар

Катализдейтін химиялық реакция түрі: Молекула ішіндегі өзгерістерді катализдеп, изомер түзу

Класс: Лигазалар

Катализдейтін химиялық реакция түрі: АТФ энергиясы арқылы екі әр түрлі қосылыстың конденсиациясын катализдеп, С-С, С-О, С-N, C-S байланысын орнату

Оксидоредуктозалар бұл класқа тотығу- тотықсыздану реакцияларын катализдейтін ферменттер жатады. Трансферазалар бір молекуладан екінші молекулаға әртүрлі атомдарды, атом топтарын және радикалдарды тасымалдаушы ферменттер жатады. Гидролазалар суды байланыстырып субстраттардағы байланыстарды ыдырататын ферменттер гидролазалар деп атайды. Лиазалар субстраттағы байланыстардың С-О-N ыдырауын гидролиздемей немесе тотықтырмай катализдейтін ферменттер лиазалар деп атайды. Изомеразалар молекула ішінде әртүрлі изомеризациялау реакцияларын катализдейтін ферменттерді изомеразалар деп атайды. Лигазалар басты екі молекуладан АТФ-тың энергиясын қолданып органикалық заттардың синтезделуін катализдейтін ферменттерді лигазалар деп атайды.

Ферменттердін, қазіргі кезде қолданылып жүрген атауларын Халықаралық биохимиялық одақтың Комиссиясы 1961 жылы бекіткен болатын. Фермент атаулары екі түрлі: жүйелік (рационалды) атау және тривиалдық (іскерлік) атау.

Ферменттердін, жүйелік атаулары айтарлықтай күрделі, бірақ ол реакцияға кірісетін субстрат женіндс және фермент катализ-дейтін химиялық реакция жөнінде толық мәлімет береді. Бүл атаулар әдетте ғылыми әдебпеттерде колданылады. Жүйелік атау бойынша әр ферменттін номері (шифры) болады, ол төрт саннан түрады жәнс бұл сандардын арасы нүктемен бөлінген. Бірінші сан ферменттің класын білдіреді, екінші саи класс тар-мағын, үшінші сан - класс тармагы бөлігін, төртінші сан өз қа-тарындағы номерін көрсетеді.

Ферменттердіц тривиальдық атаулары қысқа да қолдануга ыңғайлы. Мысалы, бір ферменттің жүйелік атауы 2. 7. 1. 2. АТФ: глюкозо-6-фосфотрансфераза. Ал осы ферменттіц трнвиальдық атауы глюкокиназа (гексокиназа) .

Біз бұл кітапта ферменттердің тривиальдық атауын қолданамыз. Тривиальдық атаулар негізінен екі жолмен пайда болады: 1) фермент әсер ететін субстрат атауына -аза жұрнағы қосыла-ды. Мысалы, мальтозаны ыдыратып, глюкозаның екі молекуласына айналдыратын фермент мальтаза деп аталады; 2) фермент катализдейтін реакция атауына -аза жұрнағы қосылады. Мысалы, субстратты ыдыратып, су қосып алуды катализдейтін фермент гидролаза деп аталады, субстраттың сутексізденуін жүргізетін фермент дегидрогеназа деп, химиялық топтарды тасымалдайтын ферментті трансфераза деп атайды.

Кейбір ферменттердің тарихи қалыптаскан атаулары бар. Мысалы: пепсин, трипсин, папаин, эластаза т. б.

Өздері катализдейтін реакциялар түріне байланысты ферменттер 6 класқа бөлінеді.

1. Оксидоредуктазалар

Тотықтырушы-тотықсыздандырушы ферменттер, бұлар сутегі атомдарын немесе электрондарды қосып алу немесе бөліп шыға-ру арқылы субстраттын, тотығу және тотықсыздану процестерін катализдейді.

Оксидоредуктазалар ферменттердің үлкен класы болып та-былады, олар оттегі бар кездегі немесе ол жоқ кездегі биология-лық тотығуға қатысады. Дегидрогсназаның аэробты және анаэробты (оттегісіз) түрі болады. Аэробты дегидрогеназалар тотықтырушы-тотыксыздан-дырушы ферменттер, олар сутегі атомдарын немесе электрондарды субстраттан молекулалық оттегіне тасымалдайды. Олар оксидазалар деп те аталады. Анаэробты дегидрогеназалар (оттегісіз) сутегі атомдарын және электрондарды оттегіне емес басқа субстратқа тасымалдайды.

Оксидоредуктазалар құрамында кофакторлар бар, оларға көбінесе мыналар жатады: НАД+, НАДФ+, ФАД, ФМН және металл иондары. Оксидоредуктазаларға 200 шамасынан астам ферменттер жатады, олардың ішіндс , лактатдегидрогеназа, цитохромоксидаза, каталаза, пероксида-за, т. с. с. бар.

Мысалға малатдегидрогеназаның алма қышқылын (малат) тотықтыру реакциясын алып, қарастырайық:

-оос-снон-сн ₂ -соо- > -оос-со-сн ₂ -соо- +

2. Трансферазалар

Биохимиялық реакцияларда атомдар тобын және молекула қалдықтарын алмастырып ауыстыратын ферменттер. Олар мы-надай топтарды бір субстраттан екінші субстратқа ауыстырып жеткізеді: метил, карбоксил, амино, сульфо, формил (Сі), фосфат және басқалар. Трансферазалар өздері тасымалдайтын топ-тарға байланысты метилтрансфераза, ацилтрансфсраза, фосфо-траисфераза деп аталады, т. с. с.

Фосфотрансфераза ферменттері ішінде киназа деп аталатын ферменттің ерекше мацьтзы зор. Киназа фосфат топтарын тасы-малдап, АТФ-тан басқа субстраттарға, углеводтарға, белоктарға, т. с. с. апарады.

3. Гидролазалар

Бұл ферменттер химиялық байланыстарды үзеді де, суды қосады. Гидрозалар мынадай топтарға белінеді.

а) Эстеразалар күрделі эфир байланыстарын гидролиздейді і

де, қышқыл және спирт түзеді:

СНз-СООН + СН ₃ СН ₂ ОН

СНзСОО-(

б) Липазалар триглицеридтерді ыдыратып, глицерин және
май қышқылдарын түзеді;

в) Гликозидазалар углеводтардағы гликозидтік байланыс-
тарды гидролиздейді. Оларға амилаза, лактаза, мальтаза, цел-
лобиаза, т. б. жатады;

г) Протеиназалар белоктардағы, полипептидтердегі пептидтік
байланыстардыды гидролиздейді.

4. Лиазалар

Бұл ферменттер субстратты гидролиздік емес жолмен ыдыратып катализдейді және бүл ксзде субстрат молекуласында қос байланыс түзіледі. Мүндай катализ кезінде СО ₂ , Н ₂ О, МН ₃ сияқты заттар бөлініп шығады және баиланыстар С-С, С-N. С-0, С-5 бойынша үзіледі. Субстрат молекуласындағы қос байланыс бойынша химиялық топтардың қосылуын да катализдей алады. Лиазалардын өкілі пируватдекарбоксилаза болып табылады, ол пирожүзім қышқылының декарбоксилденуін, сірке альдегиді-нің және С0 ₂ түзілуін катализдейді:

0 II СН ₃ -СО-СООН -■* СНг-С-Н+СО ₂

5. Изомеразалар

Бұл ферменттер изомерлер түзілу арқылы заттардың молекула ішіндік өзгерістерін катализдейді. Олар сутегі атомдарының, фосфаттардың және ацильдік топтардың молекула ішінде алмасуын катализдейді, цис-изомеризация және трансизомеризация құбылыстарын тудырады, қос байланыстарды ауыстырады, т. с. с. Мысалы, триозофосфатизомераза 3-фосфоглицерин альдегиді молекуласындағы сутегі атомын көміртегінің екінші атомынан бірінші атомына ауыстырады және фосфодиоксиацинді тонға айналдырып изомерлейді:

6. Лигазалар (синтетазалар)

Бұл ферменттер С-С, С-0, С-N. С-5 сияқты байланыстар орнату арқылы түзілетін органикалық қосылыстар синтезін катализдейді. Мұндай байланыстар үшін АТФ және басқа да макроэнергия қосылыстардың (ГТФ, ЦТФ, УТФ, т. б. ) ыдырауынан шығатын энергия пайдаланылады.

Сірке қышқылы мен А коферментінен А ацетилкоферментінің түзілуін ацетилкофермент синтетаза катализдейді:

-$-КоА+

СНз-С00Н + Н8-КоА+АТФ - > СН ₃ -О

+ АМФ + пирофосфат

Ферменттердің ездеріне тән ерекшелігі.

Ферменттің реакцияны тездету қасиеті мынада: фермент тек өзінің ғана субстратын байланыстырады және сол субстратты катализдейді.

Ферменттін, субстратын танып білуі, оны таңдап алып, байланыстыруы және ары қарай реакция катализін жүргізуі ферменттің өзіне тән ерекшелігі деп аталады.

Әр фермент тек белгілі субстратқа ғана әсер стеді, кейде ұқсас құрылымы бар субстраттар тобына да әсер етеді және молекуладағы белгілі бір химиялық байланыстарды ғана ажыратып бөледі. Мысалы, амилаза ферменті тек қаиа крахмалды гидролиздейді, оны мальтозаға айналдырады, ал басқа қанттарға ол әсер етпейді. Пепсин ферменті тек пептидтік байланыстарды ға-на үзеді, ол басқа химиялық байланыстарға әсер етпейді.

Әр фермент төменде аталған реакциялардың біреуін ғана ка-тализдейді: гидролиз, сутексіздендіру (дегидрлеу), химиялық топтарды ауыстырып алмастыру, жаңа химиялық байланыстар түзу, т. с. с.

3. Фермент активаторлары мен ингибиторлары (тежегіштері)

Фермент активтілігі ортада әр түрлі химиялық заттардың болуына байланысты. Ондай заттардың кейбіреуі фермент активтілігін арттырады, мүндай қосылыстар активаторлар деп аталады. Ал екінші бір заттар фермент әрекетін баяулатады, тіпті оны тежейді. Мұндай заттар ингибиторлар (тежегіштер) деп аталады.

Активаторлар ферменттік реакцияларды тездетеді. Мысалы, қарын сөлінде тұз қышқылы пепсинді активтендіреді, сөйтіп белок гидролизі тездейді. Тканьдерде кездесетін кейбір ферменттерді (оксидоредуктазаларды, катепсиндерді) қүрамында бос сульфгидрильдік топтар бар қосылыстар (глутатион, цистеин) активтендіреді.

Ингибиторлар ферменттік реакцияларды біршама немесе мүлде тежейді. Мысалы, инсектицидтер холинэстераза ферментінің әсерін тежейді, ол ферменттің активті орталығымен байланысады да, нерв системасын тырыстырып істен шығарады, парализдейді.

Бір ферментке активатор ретінде әсер ететін, ал екінші ферментке ингибитор ретінде әсер ететін заттар бар. Мысалы, тыныстану жүйесінде цианидтер цитохромоксидаза ферментінің әрекетін түгелдей тияды, ал папаин, каталаза ферменттерінін активтілігін айтарлықтай арттырады.

Фермент ингибиторларын медицинада, фармаколопияда, малдәрігерлікте, ауыл шаруашылығында маңызы зор. Біркатар дәрілердің, антибиотиктердің емдік әсері ферменттік процестерді тежеумен байланысты. Көптеген пестицидтер насекомдарды және басқа да зиянды организмдерді құртады, өйткені олар нерв жүйесінің ферменттеріне әсер етеді.

Ферменттер әсерінің бәсекелес және бәсекелес емсс тежеушісін ажыратып бөледі. Бәсекелес тежеуші өзінің құрылымы бойынша субстратқа ұқсайды, ол сондықтан да ферментті «алдай алады», оның активті орталығымен байланыс жасайды да, ферменттің әсерін шектеп тастайды. Мысалы, сульфамидтср өздерінің қүрылымы жөнінде пара - аминобензой қышқылына ұксайды, бұл қышқыл кофермент қүрамына кіреді.