Актуальная Медицина

Это важно.

Мы предлагаем удобный сервис для тех, кто хочет купить – продать: земельный участок, дом, квартиру, коммерческую или элитную недвижимость в Крыму. //crimearealestat.ucoz.ru/ Перепечатка материалов разрешена только при условии прямой гиперссылки //allmedicine.ucoz.com/

Statistics

Онлайн всього: 70

Гостей: 70

Користувачів: 0

Чат

18Визначення активності ферменту Класифікація ферментів. Практичне використання ферментів

Визначити кількісний зміст ферменту в біологічних об'єктах дуже важко, тому що він присутній у тканинах у мізерно малих концентраціях. Тому про кількість ферменту судять за швидкостю реакції, яка їм каталізується в стандартних умовах (t=25С, рН оптимальна, при повному насиченні ферменту субстратом), і виражають в умовних одиницях.
За одиницю активності ферменту (Е- рос./нім. або U- англ./ісп.) приймають таку кількість ферменту, що у стандартних умовах каталізує перетворення 1 мкмоль субстрату у хвилину (1 мкмоль/хв). Це стандартна міжнародна одиниця вираження кількості ферменту і його активності введена в 1962 р. Міжнародним біохімічним союзом.
У міжнародній системі одиниць Си (1972 р.) запропонована, замість старої безіменної одиниці ферментативної активності (Е або U), нова одиниця ферментативної активності - катав. 1 катав - це кількість ферменту, що забезпечує перетворення 1 моля субстрату в 1 секунду в стандартних умовах. Реакції йдуть набагато з меншою швидкістю, то активність виражають у мікро-, нано- і пікокаталах. 1Е = 16,67 нкат.
Для характеристики активності ферментів на практиці часто використають наступні поняття:
1. Питома активність - це число одиниць ферментативної активності в 1 мг ферменту, тобто число мкмолей субстрату, перетворюване в 1 хв 1 мг ферменту. Питома активність виражається також числом каталів на 1 кг ферменту (кат/кг);
2. Молярна активність - виражається в каталах на 1 моль ферменту;
3. Молекулярна активність - це число молекул субстрату, перетворене в 1 хв 1 молекулою ферменту. Наприклад, молекулярна активність каталази = 5 хв;
4. Концентрація ферменту - виражається в одиницях ферментативної активності О на 1 мол розчину.
Класифікація ферментів
Сучасна класифікація ферментів розроблена в 1961 р. Комісією з ферментів Міжнародного біохімічного союзу. В основу класифікації покладений тип реакції, яка каталізується, що є специфічним для кожного ферменту.
Відповідно до цієї класифікації всі ферменти ділять на 6 голівних класів:
1. Оксидоредуктази - каталізують окислювально-відновні реакції;
2. Трансферази - каталізують реакції міжмолекулярного переносу груп атомів і радикалів;
3. Гідролази- каталізують реакції розщеплення при участі води;
4. Ліази - каталізують реакції внутрішньомолекулярного негідролітичного розщеплення, з утворенням подвійного зв'язку або приєднання за подвійним зв'язком;
5. Ізомерази - каталізують реакції ізомеризації;
6. Лігази (синтетази) - каталізують реакції синтезу з витратою енергії.
Практичне використання ферментів
Ферментативний каталіз не має аналогів в неживій природі. Його унікальними рисами є висока специфічність та інтенсивність дії, безвідходність в поєднанні з м’якими умовами. Часто ферменти об’єднуються в надмолекулярні ансамблі, які узгоджено здійснить багатоетапне перетворення певної речовини. Діяльність ферментів дуже чутлива до змін умов процесу, тобто регулюється ними.
Ці риси стають особливо привабливими в час, коли цивілізоване людство шукає нові технології одержання речовин і енергії, які б не загрожували екологічною, кризою.
Важливим завданням, яке потрібно вирішити на шляху впровадження ферментативних процесів у промисловість, є створення оптимальних умов для їх дії. Ферменти зберігають свої якості лише у зв’язку з іншими компонентами біосистеми. Тому великий успіх мають розробки методів іммобілізації ферментів, тобто фіксації їх на водонерозчинних носіях. Носіями ферментів можуть бути кульки з пористого скла, найлонові трубочки, тонкі плівки, капсули або гранули з полімерних гелей. Іммобілізовані ферменти мають ряд переваг: вони легко відокремлюються від реакційного середовища, дозволяють вести процес неперервно і регулювати його швидкість, мають активність в тисячі, навіть, міліони разів вищу, ніж незв’язані молекули, мало чутливі до дії денатуруючих агентів.
Іммобілізовані ферменти - основа одного з головних напрямків сучасної біотехнології. їх використовують при виробництві ряду антибіотиків, оптично активних сполук (амінокислот та інших).
Одночасно розвиваються методи використання каталізаторів у складі мікроорганізмів, їх клітини можна розглядати як живі лабораторії, що містять необхідні ферменти.
Крім промислових синтезів ферменти продовжують використовувати в традиційних галузях хлібопечіння, пивоваріння, виноробства. Тут необхідні ферменти розщеплення вуглеводів. В галузях, які займаються обробкою білкової сировини (шкіри, хутра, м’яса і молока), потрібні ферменти, які використовуються для прискорення розщеплення білків. В побутовій хімії набуло поширення використання ферментних добавок до миючих засобів.
В медицині використання ферментів пов’язане як з лікуванням, так і з діагностикою захворювань. Їх використовують при лікуванні хвороб травного тракту, для розчинення тромбів та видалення гною з ран, нормалізації обміну речовин, пригнічення пухлин.
Використання ферментів у діагностиці грунтується на тому, що вони мають тканеву специфічність. Різні тканини одного і того ж організму відрізняються як за складом ферментів, так і за фізико-хімічними характеристиками ферменту, який виконує одну певну функцію, що зумовлено генетично або умовами синтезу в певній клітині. Множинні форми одного і того ж ферменту (ізоферменти) відомі не менш як для половини вивчених ферментів. Під час хворобливого процесу в клітині відбувається посилене руйнування специфічних ферментів і вимивання їх в русло крові. Тому біохімічний аналіз крові дозволяє провести діагностику захворювання. Наприклад, при зростанні в крові вмісту амілази, є підозра на захворювання підшлункової залози. Поява в крові трансамідінази свідчить про захворювання нирок. Діагностика інфаркту міокарду проводиться по зміні ізоферментного складу лактатдегідрогенази і т.д.
Таким чином, розвиток вчення про ферменти є яскравим прикладом того, що фундаментальна наука рано чи пізно знаходить різноманітне застосування в житті суспільства.

19 Типии ферментів
1. Оксидоредуктази - діляться на підкласи залежно від типу реакції окислювання:
а). Дегідрогенази - віднімають від субстрату 2 атоми водню у вигляді двох протонів і двох електронов. Діляться на аеробні й анаэробні дегідрогенази.
- аеробні дегідрогенази (оксидази) передають віднятий водень на кисень із утворенням води або перекису водню:

H
S + 1/2O2 S + H2O
H

CH2OH CH2OH

ОH O2 H2O2 H

OH H OH
H OH H OH

Глюкоза глюколактон
- анаеробні дегідрогенази (редуктази) каталізують перенос атомарного водню на проміжний субстрат. У загальному виді:
H H
S + S1 S + S1
H H
Всі оксидоредуктази - складні ферменти. Безпосередніми переносниками водню від субстрату є коферменти дегідрогеназ. Більшість дегідрогеназ як коферментів містять НАД, НАДФ.
СН3 – СН - СООН СН3 – СН - СООН
ОН О
Молочна кислота ПВК (піровиноградна кислота)
б). оксигенази - каталізують реакції, у ході яких кисень включається до складу субстрату, що окисляє.
Діляться на моно- і діоксигенази:
- монооксигенази (гідроксилази) - включають до складу субстрату один атом молекули кисню, а другий відновлюється до Н2О. Донором Н2 звичайно є НАДФН2.
НАДФН2 НАДФ
S - H + O2 S -OH + H2O
- диоксигенази - приєднуть до субстрату обидва атоми O2

S + O2 SO2

- в). пероксидаза й каталаза - гемвмісткі ферменти, які каталізують реакції за участю Н2O2.
Простетична група має одну й ту саму будіву, містить тривалентне залізо.
Пероксидаза окисляє органічні сполуки в організмі за допомогою O2 або розкладає її з виділенням активного кисню
H
S + Н2O2 S + 2 H2O

Н2O2 H2O + O
Каталаза розщепляє Н2O2 на H2O и молекулярний кисень
2 Н2O2 2 H2O + O2
д). цитохроми - система ферментів, яка каталізує перенос електронів на молекулярний кисень:
O2 + 4e 2О2-
Цитохроми є гемопротеїнами, вони завершують всі окисні процеси в клітинах.

20 Типи ферментів. Трансферази. Гідролази

2.Трансферази
Діляться на підкласи залежно від характеру стерпних угруповань:
а). метилтрансферази -переносять метильну групу:
R-CH3 + R1-H R-H + R1- CH3
б). амінотрансферази (трансамінази) – переносят аміногруппу в реакціях переамінування з кетокислотамі:
R1 R2 R2
СН-NH2 + C=O R1 - CO-COOH + CH-NH2
COOH COOH COOH
в). фосфотрансферази – переносят залишок фосфорної кислоти:
OH OH
R – P=O + R1 -H R- H + R1 -P=O
OH OH
Якщо донором фосфорного залишку є АТФ, то фосфотрансферази ще називають кіназами!!!
CH2OH CH2O-РО3Н2

ОН ОН ОН ОН
Н ОН Н ОН
глюкоза глюкозо-6-фосфат
г). глікозилтрансферази – переносят залишок моносахариду - глікозил
д). ацилтрансферази – переносят кислотний залишок R-C=O и ін.
3.Гідролази
Діляться на підкласи залежно від характеру субстрату. Основними з них є:
а). естерази - прискорюють гідроліз складних ефірів спиртів з органічними й неорганічними кислотамі.
Найважливіші підпідкласи естераз:
- гідролази ефірів карбонових кислот (представник - ліпаза).
Ліпаза прискорює гідроліз зовнішніх складноефірних зв'язків у молекулі тригліцеридів

СН2-О-СО-R СН2-ОH
CH –O-CO-R + 2H2O CH – O-CO – R + 2R-COOH
СН2-О-СО-R СН2-ОH

- фосфатази – гідролізують фосфорні ефіри. Наприклад, глюкозо-6-фосфатаза:
CH2O- РО3Н2 CH2OH
+ 2H2O + Н3РО4
ОН ОН ОН ОН
ОН ОН
Глюкозо-6-фосфат глюкоза
б). глікозидази – розщепляють глікозидні зв’язки в молекулах вуглеводів. Представники: сахараза, мальтаза,амілаза и др.
CH2OH CH2OH CH2OH

Н2О 2
ОН ОН ОН ОН
ОН ОН ОН
Мальтоза глюкоза

в). пептидгідролаза - прискорюють гідроліз пептидних зв'язків у білках і пептидах. Пептидгідролази діляться на підпідкласи:
1. Протеїнази або пептидил-пептидгідролази або ендопептидази. Вони розщеплюють пептидні зв'язки усередині білкової молекули, розкладаючи її до пептидів. До них належать пепсин, трипсин, химитрипсин і ін. ферменти. Їхня важлива особливість - селективний характер дії. Вони гідролізують пептидні зв'язку, утворені тільки певними амінокислотамі.
2. Пептидази або екзопептидази, відщеплюють кінцеві амінокислоти. До них належать:
- амінопептидази (отщепляють N-кінцеві амінокислоти);
- карбоксипептидази (відчіплюють Альфа- кінцеві амінокислоти).
г). амідази - гідролізують аміди кислот. Представники: уреаза, аспарагіназа й
амідази – гідролізують аміди кислот. Представники: уреаза, аспарагіназа та др.
NH2-CO - NH2 + H2O 2 NH3 + CO2
Сечовина уреаза

21 Типи ферментів.
4. Ліази
Систематичні назви ферментів цього класу утворять із назви субстрату, потім указують яка відщепляється групу й потім додають зліва ліазу. Діляться на підкласи залежно від дії на зв'язку:
а). С - З - ліази. До них належать ферменти декарбоксилази.
Наприклад:
CН3
СО CН3 – С=О + CO2
СООН піруват- Н
ПВК декарбоксилаза
(. С-О- ліази). К ним належать гідролази
+ Н2О
СООН-СН=СН-СООН ОН-СН-СООН
фумаровая к-та - Н2О СН2 – СООН (яблочна к-та)

в). С-N-ліази и др. Наприклад, аспартат-аміак-ліаза, яка каталізує розщеплення аспартата до фумарата та аміаку.

5. Ізомерази
Систематична назва ферментів цього класу утворять за схемою: Субстрат- реакції ізомеризації-ізомераза. При внутрішньомолекулярному переносі груп ферменти мають тривіальні назви мутази. Каталізують різні реакції ізомеризації (90 ферментів). Наприклад перетворення глюкоза-6-фосфат у фруктозу -6-фосфат.
CH2O- РО3Н2 CH2O- РО3Н2

ОН

ОН ОН глюкозофосфат- ОН CH2OН
ОН ізомераза
ОН
α-глюкоза-6-фосфат β-фруктоза-6-фосфат
CH2O- РО3Н2 CH2OН

ОН ОН фосфоглюкомутаза
ОН O- РО3Н2
ОН ОН
Глюкоза-6-фосфат глюкоза-1-фосфат

Мутаротаза осуществляет взаємні перетворення α- и β- ізомерів.

6 Лігази (синтетази)

Систематична назва утворюється по схемі: А : В лігаза (яка утворює АДФ), де А и В –молекули які сполучаються, в скобках показується продукт розщеплення нуклеозидтрифосфату, який використовується в данній реакції. Діляться на підкласи, які прискорюють реакції синтезу різних зв’язків
а). С-С-лігази. Представниками ліаз, які утворюють С-С-звязки, являються карбоксилази, які потенціюють подовження вуглеродних ланцюгів.
Наприклад, пируваткарбоксилаза:

CН3 СООН
СО + CO2 + АТФ СН2 + АДФ + Фн
СООН С= О
СООН
ПВК оксилоацетат

б). С-О-лігази. Такий тип зв’язку виникає при дії аміноацил-тРНК-синтетаз, які активують амінокислоти та передають їх на т-РНК:
АТФ АМФ + ФФн
R-CH-COOH + тРНК R-CH-CO~тРНК
NH2 NH2

в). С-N-лігази.Ці ферменти беруть участь, наприклад, в синтезі різних амідів. До цього классу належить аспарагінсинтетаза.
NH2
СООН С=О
CH2 NH3 АТФ АДФ + Фн CH2
СН-NH2 СН-NH2
COOH COOH
Асп. Асн.

Это важно.

Поиск

Реклама

Statistics

Нас смотрят

Ссылки.

Чат