Biokimya fermentlər. Strukturu, xassələri və funksiyaları

hər bir canlı orqanizmin hüceyrə kimyəvi reaksiyaların milyonlarla keçiriləcək. Onların hər biri vacibdir, belə ki, yüksək səviyyədə bioloji proseslərin sürəti saxlamaq üçün vacibdir. Demək olar ki, hər bir reaksiya onun ferment vasitəsilə katalizasiya. fermentlər hansılardır? bir cage rolu nədir?

Fermentlər. müəyyən

Termini "ferment" Latın fermentum irəli gəlir - maya. Onlar həmçinin Zyme en Yunan fermentlər cəlb oluna bilər - "leaps və həddi".

Fermentləri - bioloji aktiv maddələr, belə ki, hüceyrə meydana gələn hər hansı bir reaksiya, onlara olmadan edə bilməz. Bu birləşmələr katalizatorlar kimi fəaliyyət göstərir. Buna görə, hər hansı bir ferment iki əsas xüsusiyyətləri var:

1) Enzyme biokimyəvi reaksiya sürətləndirir, ancaq istehlak deyil.

2) tarazlıq daimi dəyəri dəyişdirmək, ancaq bu dəyər əldə sürətləndirir deyil.

Fermentləri minlərlə biokimyəvi reaksiyaların sürətləndirmək, və bəzi hallarda, bir milyon dəfə. Bu ferment sisteminin olmaması bütün hüceyrədaxili prosesləri faktiki olaraq dayandırdı və mobil özü ölür deməkdir. Buna görə də, aktiv maddələr kimi fermentlərin rolu yüksəkdir.

fermentlərin müxtəlif mobil maddələr mübadiləsi tənzimlənməsi diversifikasiyası mümkün edir. fermentlərin hissəsi çox müxtəlif dərsləri alaraq reaksiyalar hər hansı bir şəlalə var. Bioloji katalizatorlar molekul xüsusi uyğunlaşdırılması vasitəsilə yüksək selektivlik var. T. üçün. Əksər hallarda fermentlər təbiət protein, onlar üçüncü və ya dördüncü quruluşu var. səbəb yenə molekulunun xüsusiyyətləri var.

hüceyrə fermentlərin funksiyası

ferment əsas vəzifəsi - sürətləndirilməsi müvafiq reaksiya. Hər hansı bir şəlalə proseslər, hidrogen peroksid və başa glycolysis parçalanması, çünki bioloji katalizator iştirakı tələb edir.

fermentlərin düzgün əməliyyat xüsusi döşənəyi yüksək xüsusiyyətləri əldə. Bu katalizator yalnız müəyyən reaksiya və bir daha belə çox oxşar sürətləndirə bilər deməkdir. ferment spesifikliyi dərəcəsi ilə, qruplar aşağıdakılardır:

yalnız bir reaksiya catalyzed zaman 1) mütləq spesifikliyi ilə fermentlər. Məsələn, collagenase kollagen və Maltase cleaves maltoza digests.

2) nisbi xüsusiyyətləri ilə fermentlər. Bu, misal, hidrolitik parçalanma üçün, reaksiyalar müəyyən sinif sürətləndirə bilər maddələr daxildir.

biocatalyst iş substrat fəal site ilə bağlı başlayır. Eyni zamanda, bir kilidi və əsas bənzər tamamlayıcı qarşılıqlı haqqında danışmaq. döşənəyi ilə tam matç mümkün reaksiya sürətləndirmək edir fəal mərkəzi təşkil Bu aiddir.

Növbəti addım reaksiya zamanı ibarətdir. ferment kompleksi fəaliyyət onun sürəti artır. Sonda, biz reaksiya məhsulları ilə bağlı ferment almaq.

Final mərhələsi - Aktiv site bir daha bir əməliyyat üçün pulsuz olur sonra ferment olan reaksiya məhsulları aradan qaldırılması üçün.

Sxematik, hər mərhələdə ferment iş kimi yazıla bilər:

1) S + E -> SE

2) SE -> SP

3) SP - ferment və P - - məhsul döşənəyi, E - S> S + P.

fermentlərin təsnifatı

insan bədənində, siz fermentlərin bir çox tapa bilərsiniz. onların funksiyaları və iş haqqında bilik sistemləşdirilərək olunub və nəticədə siz asanlıqla müəyyən bir katalizator olduğunu müəyyən edə bilərsiniz vasitəsilə bir ümumi təsnifatı var idi. Burada altı əsas fermentlərin dərsləri, eləcə də alt bəzi nümunələridir.

1. Oxidoreductase.

Bu sinif Fermentlər reduksiya reaksiyaları sürətləndirə. Cəmi 17 sub-qrupları bərpa. Oxidoreductases adətən qeyri-zülal hissəsi təqdim vitamin və ya Heme var.

oxidoreductases arasında tez-tez aşağıdakı alt tapıldı:

a) dehidrogenaz. Biokimya-dehidrogenaz ferment hidrogen atomları cleaving və digər döşənəyi üçün transfer. Bu alt tənəffüs, fotosintez reaksiyalar ən ümumi. dehidrogenaz çərçivəsində coenzyme NAD / NADH və ya flavoproteins FAD / FMN şəklində mütləq edir. Tez-tez metal ionları var. Nümunələr belə tsitohromreduktazy kimi fermentlər, pyruvate dehidrogenaz, isocitrate dehidrogenaz, həmçinin bir çox qaraciyər fermentləri (laktat dehidrogenaz, glutamat dehidrogenaz və s. D.) daxildir.

b) oxidases. fermentlərin bir sıra reaksiya məhsulları su və ya hidrogen peroksid ola bilər qovuşdurmağımız hidrogen oksigen əlavə, (H ₂ 0, H ₂ 0 _{2) sürətləndirə.} fermentlər nümunələri, Tirosinaz oksidaz sitoxrom.

c) peroksidaz və katalaz - su və oksigen parçalanma H ₂ O ₂ sürətləndirə fermentlər.

g) oxygenase. Bu biocatalysts substrat oksigen əlavə sürətləndirmək. Dofamingidroksilaza - Belə fermentlərin nümunələrindən biri.

2. Transferases.

Bu qrupun Target fermentlər alan donor maddə maddə radikalların transfer edir.

a) metil. DNA metil - prosesinə nəzarət əsas fermentləri DNT. Methylation nucleotides nuklein turşusu iş tənzimlənməsində böyük rol oynayır.

b) acyltransferase. Bu alt Fermentlər başqa zadəgan qrup bir molekul nəql olunur. Nümunələr acyltransferases: lesitin-xolesterol acyltransferase (xolesterol bir yağ turşusu ilə funksional qrupu keçirir), lizofosfatidilholinatsiltransferaza (zadəgan qrup lysophosphatidylcholine köçürülür).

c) aminotransferases - amin turşularının dönüşüm cəlb olunur fermentlər. bir amin qrupu köçürərək pyruvate və glutamat olan alanine sintezini catalyzes fermentlər alanin aminotransferase nümunələri.

g) phosphotransferase. Fermentlər fosfat qrupu bu sub-qrupunun əlavə kataliz. Başqa ad phosphotransferase kinase, daha ümumi. Nümunələr belə (əsasən qlükoza) hexose fosfat qalıqlarının əlavə olunur hexokinase və aspartat kimi fermentlər, və daxildir aspartic turşusu müvafiq olaraq.

3. Hydrolases - molekulunda istiqrazların parçalanma kataliz fermentlərin bir sinif su əlavə izlədi. Bu qrupa aid maddələr - əsas həzm ferment.

a) esterazalarının - ester istiqrazlar qırmaq. Example - piylər qırmaq lipases.

b) glycosidases. Bu sıra Biokimya fermentlər polimerlər (oligosaccharides və polysaccharides) və glycoside istiqrazlarının məhv yerləşir. Nümunələr: amylase, sucrase, Maltase.

c) peptidase - turşulara zülalların qəza kataliz fermentlər. Belə karboiksipeptidaza pepsin, tripsin, chymotrypsin kimi peptidase bağlı fermentlər.

g) Amidases - yarılsın amide istiqrazlar. Nümunələr: .. arginase, urease, glutaminase və s. Fermentlər amidase çox rast gəlinir ornithine dövrü.

4. Lyases - hydrolases oxşar funksiyaları üçün fermentlər, lakin su istehlak deyil molekulların istiqrazların parçalanma var. Bu sinif Fermentlər həmişə vitamin B1 və B6 şəklində, məsələn, qeyri-zülal hissəsinin bir hissəsi var.

a) decarboxylase. Bu fermentlər C-C istiqrazın hərəkət. Nümunələr glutamic turşusu decarboxylase ya pyruvate decarboxylase var.

b) hydratase və dehydratase - C-O istiqrazların parçalanma sürətləndirə fermentlər.

c) amidine-lyases - C-N bond məhv. Misal: argininsuktsinatliaza.

g) R-O lyase. Belə fermentlər adətən döşənəyi material bir fosfat qrup cleaved olunur. NÜMUNƏ: adenylyl siklaz.

onların strukturu əsasında fermentlərin Biokimya

hər ferment qabiliyyəti fərdi, yalnız onun xas quruluşu ilə müəyyən edilir. Hər hansı bir ferment - əsasən zülal və onun strukturu və qatlanan dərəcə öz funksiyasını müəyyən mühüm rol oynayır.

Hər biocatalyst öz növbəsində, bir neçə fərqli funksional sahələri bölünür, fəal mərkəzi iştirakı ilə xarakterizə olunur:

1) katalitik Center - olan ferment riayət döşənəyi zülal, xüsusi bölgə. zülal molekulu katalitik mərkəzi uyğunlaşdırılması asılı olaraq substrat eləcə də kilidi və əsas uyğun olmalıdır müxtəlif formalarda, edə bilər. ferment zülal üçüncü və ya dördüncü dövlət niyə belə bir kompleks quruluşu izah edir.

2) adsorbsiya Center - "sahibi" kimi xidmət edir. Burada bütün rabitə ilk ferment molekul və döşənəyi molekul arasında yer tutur. Lakin, adsorbsiya mərkəzi, çox zəif təşkil və əlaqə beləliklə katalitik reaksiya bu mərhələdə geri edir.

3) allosteric mərkəzləri aktiv mərkəzində yerləşir, və ferment bütün səthi boyunca bilər. Onların funksiyası - ferment tənzimlənməsi. Tənzimləmə molekulları inhibitorları və aktivləşdirən molekulların vasitəsilə yer tutur.

ferment molekul məcburi activator zülallar, fəaliyyətini sürətləndirmək. Inhibitorları, əksinə, katalitik fəaliyyəti mane, və bu iki yolla baş verə bilər: ya molekul ferment (rəqabət inhibe) fəal mərkəzi allosteric mərkəzi bölgəyə bağlar və ya zülal (qeyri-rəqabətli inhibe) başqa bir bölgəyə əlavə olunur. Müsabiqəli inhibe daha səmərəli hesab olunur. döşənəyi üçün belə qapalı məkanda sonra ferment üçün məcburi və bu proses inhibitor molekul praktiki tam təsadüf halda mümkündür və fəal mərkəzi təşkil edir.

Enzim tez-tez digər üzvi və qeyri-üzvi maddələrin də amin turşuları ibarətdir, lakin deyil. Buna görə, təcrid apoenzyme - proteinaceous hissəsi coenzyme - üzvi parça və cofactor - qeyri-üzvi hissəsi. Coenzyme ulgevodami, yağlar, nuklein turşuları, vitaminlər təmsil oluna bilər. Öz növbəsində, co-amil - tez-tez dəstək metal ionları edir. Enzim fəaliyyəti onun strukturu ilə müəyyən edilir: Əlavə maddələr katalitik xassələri dəyişdirmək, tərkibinə daxil. fermentlərin müxtəlif növləri - bu amillər kompleks təşkil bütün bir yerdə nəticəsidir.

fermentlərin iş tənzimlənməsi

bioloji aktiv maddə həmişə bədən üçün lazım deyil fermentlər. fermentlərin Biokimya onlar həddindən artıq kataliz zərər yaşayan hüceyrələri halda bilər ki. bədən birtəhər öz işlərini tənzimləmək üçün zəruri fermentlər zərərli təsirlərin qarşısını almaq üçün.

T. üçün. Fermentlər təbiət protein, onlar asanlıqla yüksək temperaturda məhv olunur. denaturation proses geri, lakin bu əhəmiyyətli maddə təsir göstərə bilər.

pH də tənzimlənməsində mühüm rol oynayır. Maksimum ferment fəaliyyət ümumiyyətlə neytral pH (7,0-7,2) müşahidə olunur. Həmçinin yalnız acidic şəraitdə və ya yalnız qələvi iş fermentlər var. Belə ki, mobil canlılardakı lizosimlərin aşağı pH, hidrolitik fermentlər də maksimal fəaliyyətini saxlanılır. ətraf mühit neytral yaxın cytoplasm ilə təsadüfi təmas halında, onların fəaliyyəti azalacaq. "Samopoedaniya" belə müdafiə hydrolase xüsusiyyətləri əsaslanır.

Bu fermentlər tərkibində koenzim və cofactor əhəmiyyəti haqqında qeyd dəyər. vitamin və ya metal ionlarının mövcudluğu əhəmiyyətli dərəcədə bəzi xüsusi fermentlərin fəaliyyətini təsir göstərir.

fermentlərin nomenklaturası

bədənin bütün fermentlər onların dərsləri hər hansı aid, eləcə də onlar reaksiya olan döşənəyi görə deyilir. Bəzən sistemli nomenklaturası bir deyil adı döşənəyi iki istifadə olunur.

bəzi fermentlərin adları Nümunələr:

1. Qaraciyər fermentləri: laktat degidrogen aza-glutamat-aza-degidrogen.
2. Tam sistemli ferment adı: laktat + NAD-aza -oksidoredukt.

nomenklaturası qaydalarına uyğun olmayan saxlanılır və mənasız adlar. tripsin, chymotrypsin, pepsin: Nümunələr həzm fermentləri var.

fermentlərin sintezi prosesi

fermentlərin funksiyaları hətta genetik səviyyədə müəyyən edilir. . Zülal və onun sintezi transkripsiyası və tərcümə prosesləri kimi tam eyni deyil - molekul və böyük olduğundan.

aşağıdakı kimi sintezi fermentlər baş verir. Əvvəlcə, DNA mRNA yaratmaq üçün istənilən ferment haqqında məlumat oxumaq. Messenger RNT ferment hissəsi olan bütün amin turşuları kodlar. reaksiya məhsulu kifayət qədər gen transkripsiyası Nöqtə catalyzed əgər fermentlər tənzimlənməsi də DNT səviyyəsində baş verə bilər və məhsul ehtiyac olduqda əksinə, bu transkripsiyası prosesi aktivləşdirir.

yayım - mRNA cytoplasm, növbəti mərhələdə azad edilib sonra. ribosom On endoplazmatik şəbəkə peptid istiqrazlar ilə bağlı amin turşuları ibarət əsas zəncir sintez. Lakin, əsas strukturu zülal molekulu hələ ferment funksiyası çıxış edə bilməz.

ferment fəaliyyət zülal strukturlarının asılıdır. Eyni EPS protein bununla ilk orta və sonra ali strukturunun formalaşdırılması, burulma baş verir. bəzi fermentlərin sintezi bu mərhələdə dayandırılıb, lakin katalizator fəaliyyəti artırmaq üçün tez-tez lazım əlavə və cofactor coenzyme edir.

şəkər, nuklein turşuları, yağ və vitaminlər: endoplazmatik şəbəkə müəyyən ərazilərdə üzvi ferment komponentləri əlavə gəlir. Bəzi fermentlər koenzim iştirakı olmadan işləyə bilməz.

Cofactor formalaşmasında mühüm rol oynayır zülal dördüncü quruluşu. fermentlərin funksiyaları bəzi yalnız protein domain təşkilat mövcuddur. Ona görə də çox protein globules arasında birləşdirici link bir metal ion olan onların iştirakı dördüncü quruluşu üçün çox vacibdir.

fermentlərin Multiple formaları

Bu eyni reaksiyanı sürətləndirə, lakin bəzi hallarda bir-birindən fərqli bir neçə fermentlərin iştirakı zəruri olduqda hallar var. Məsələn, ferment 20 dərəcə işləyə bilər, lakin 0 dərəcə, o öz funksiyalarını yerinə yetirmək üçün edə bilməyəcək. Belə bir vəziyyətdə, aşağı temperaturda yaşayış bədəndə nə etməli?

Bu problem asanlıqla eyni reaksiyanı sürətləndirə neçə fermentlərin iştirakı ilə həll, lakin müxtəlif iş şəraiti olunur. fermentlərin çox formaları iki növ vardır:

1. İzoenzimleriyle. Belə zülal müxtəlif genlərin kodlanmış, onlar müxtəlif amin turşuları ibarət, lakin eyni reaksiyanı sürətləndirə olunur.
2. True çox formaları. Bu zülallar eyni gen olan transcribed ancaq ribosomlar modifikasiya peptidlərin baş verir olunur. çıxış eyni ferment bir neçə formaları istehsal.

Nəticədə, ilk növü çox formaları, genetik səviyyədə formalaşır zaman ikinci - post-Translational edir.

fermentlər mənası

tibb fermentlərin istifadə maddələr doğru miqdarda artıq olan hissəsi kimi, yeni dərman məsələsinə aşağı gəlir. Alimlər hələ bədəndə fermentlərin itkin sintezini sürətləndirir üçün bir yol tapdı, lakin indi geniş onların əlverişsiz müddəti üçün edə bilərsiniz narkotik bölüşdürülür.

bir hüceyrə müxtəlif fermentlər həyat saxlanılması ilə bağlı reaksiyalar çox sayda kataliz. endonuclease və exonuclease: Bu nümayəndələrindən biri nucleases qrup enizmov olunur. Onların işi nüvə bir kamerada turşuları, zədələnmiş DNT və RNT aradan qaldırılması daimi səviyyədə saxlamaq üçün.

qan laxtalanma fenomen haqqında unutmayın. müdafiə effektiv tədbir kimi, proses fermentlərin bir sıra tərəfindən nəzarət olunur. Onların arasında baş fəal fibrin daxil passiv protein fibrinogen çevirir trombin edir. Onun mövzu bununla həddindən artıq qan itkisi qarşısını almaq, gəmi zədə saytı occludes şəbəkəsinin bir növ yaradır.

Fermentləri çox süd məhsulları şərabçılıq, pivəbişirmə, istehsalında istifadə olunur. qlükoza maya spirt istifadə edilə bilər, lakin bu prosesin uğurlu keçdiyi və kifayət qədər onların çıxarış.

Maraqlı faktlar haqqında bilmirdim

- 5000 Da 1,000,000 - bədənin fermentlərin bütün böyük kütləvi var. Bu molekul zülal iştirakı ilə bağlıdır. Müqayisə üçün molekulyar qlükoza çəkisi - 180 Bəli, karbon dioksid - 44 ümumi Bəli.

- Bu günə qədər müxtəlif orqanizmlərin hüceyrələri aşkar 2000-dən çox fermentlər açdı. Lakin, bu maddələrin ən hələ tam aydın deyil.

- Enzyme fəaliyyət təsirli yuma tozlar almaq üçün istifadə olunur. Burada fermentlər bədəndə eyni rolu yerinə yetirmək onlar üzvi maddələr, qırmaq, və bu əmlak döyüş ləkələr üçün kömək edir. Bu, əks halda denaturation prosesi getmək bilər 50 dərəcə daha yüksək temperaturda belə bir yuyucu istifadə etmək tövsiyə olunur.

- Statistikaya görə, insanların 20% dünyada fermentlərin hər hansı çatışmazlığı əziyyət çəkir.

- uzun müddət məlum fermentlərin xassələri haqqında, lakin yalnız 1897-ci ildə, insanlar maya ki, həyata keçirilir və onların hüceyrələri çıxarış spirt daxil şəkər fermentasiya üçün istifadə edilə bilər.