Ферментҳои биохимия. Сохтори, хосиятҳои ва функсияҳои

Дар ҳуҷайраи ҳар организм зиндагї мекунанд, миллионҳо аксуламалҳои химиявї сурат мегирад. Ҳар яке аз онҳо муҳим аст, то он муҳим аст, ки ба нигоҳ доштани суръати равандҳои биологӣ дар сатҳи баланд аст. Қариб ҳар як вокуниши аст ферментҳо он catalyzed. ферментҳои чист? Чӣ нақши онҳо дар қафаси аст?

Ферментҳои. таърифи

Истилоҳи "ферментҳо» аз fermentum Лотинӣ даст - хамиртуруш. Онҳо ҳамчунин метавонанд номида мешавад ферментҳои аз юнонӣ En zyme - «дар ҷаҳишҳои ва аз ҳад".

Ферментҳои - моддаҳои биологӣ фаъол, то ҳар гуна вокуниши дар ҳуҷайра рух, наметавонад бидуни онҳо ҳамон тавр кунед. Ин пайвастагињои мисли catalysts амал мекунад. Бинобар ин, ягон фермент ду Хусусиятњои асосии:

1) ферментҳо ба суръатбахшии вокуниши биохимиявї, балки он аст, истеъмол нест.

2) Арзиши доимии equilibrium ба таври тағйир намедиҳад, балки танҳо ба суръатбахшии расидан ба ин арзиш.

Ферментҳои тезонидани аксуламалҳои биохимиявї дар ҳазорон ва дар баъзе мавридҳо, як миллион маротиба. Ин маънои онро дорад, ки дар сурати мавҷуд набудани системаи ферментҳо бо тамоми равандҳои intracellular кардааст, амалан монеъ шуд ва ҳуҷайра худ мемирад. Аз ин рӯ, нақши ферментҳои ҳамчун компонентњо фаъол баланд аст.

Гуногун ферментҳои имкон медиҳад ба диверсификатсияи танзим љисми ҳуҷайра. Дар њар силсилаи аксуламалҳои бо назардошти қисми зиёди намуди гуногуни ферментҳои. catalysts биологии доранд интихобӣ баланд тавассути conformation махсуси молекулаи. Т. Барои. Дар бештари ҳолатҳо ферментҳои мебошанд сафеда дар табиат, ки онҳо дар сохтори таҳсилоти олӣ ва ё quaternary мебошанд. Сабаб дар он аст, боз хусусияти молекулаи.

Вазифаҳои ферментҳои дар ҳуҷайра

Вазифаи асосии ин ферментҳо - шитоби аксуламали дахлдор. Ҳар гуна равандҳои силсилаи, зеро decomposition аз peroxide гидроген ва хотима glycolysis, талаб мекунад, ки ҳузури катализатор биологӣ.

фаъолияти дурусти ферментҳои ба оксиген муайян ба даст хусусияти баланд. Ин маънои онро дорад, ки катализатори танҳо вокуниши муайян ва на бештар, ҳатто хеле монанд суръат. Бо дараљаи хусусиятҳои ин ферментҳо, ба гурўњњои зерин:

1) ферментҳои бо хусусияти мутлақ, вақте ки аз ҷониби танҳо як вокуниши ягона catalyzed. Барои мисол, collagenase digests ба collagen, ва cleaves maltase maltose.

2) ферментҳои бо хусусияти нисбӣ. Ин моддаҳои, ки метавонад синфи баъзе аксуламалҳои catalyze, барои мисол, Шустан hydrolytic.

кор biocatalyst бо пайвасти сомона фаъолонаи он ба оксиген оғоз меёбад. Дар айни замон дар бораи ҳамкории иловагии монанд ба қулфи ва тугмачаи гап. Ин љо як бозии пурра бо оксиген Асли маркази фаъол, ки имкон медиҳад, ки ба суръат аксуламали.

Қадами навбатии иборат аст, дар ҷараёни реаксияи. суръати он зиёд аз тарафи амали маҷмааи ферментҳо аст. Дар охири, ки мо ба даст ферментҳо, аст, ки бо маҳсулоти вокуниши вобаста бошад.

марҳилаи ниҳоӣ - ба хориҷ маҳсулоти вокуниши аз ин ферментҳо, ки пас аз он сомона фаъол боз ройгон барои амалиёти дигар мегардад.

Schematically, кори ферментҳо дар ҳар як марҳилаи метавон ҳамчун навишта шудааст:

1) S + E -> SE

2) SE -> SP

3) SP -> S + P, ки дар он S - ба ферментҳо, ва P - - маҳсулоти оксиген, E аст.

таснифи ферментҳои

Дар бадани инсон, шумо метавонед шумораи зиёди ферментҳои ёфт. Ҳамаи дониш дар бораи вазифа ва кори худ, ба низом шуданд ва дар натиҷа буд гурӯҳбандии умумӣ буданд, ки ба воситаи он шумо метавонед ба осонӣ муайян катализатор мушаххас нест. Дар ин ҷо шаш синфҳои асосии ферментҳои, инчунин баъзе намунаҳои зергурӯҳҳои мебошанд.

1. Oxidoreductase.

Ферментҳои ин синф catalyze аксуламалҳои шишаи. Њамагї барқарор 17 зерсохторњо-гурӯҳ. Oxidoreductases одатан ғайри сафеда қисми таъмин витамини ё heme.

Дар байни oxidoreductases аксаран ба зергурӯҳҳои зеринро ёфт:

а) Dehydrogenase. ферментҳо биохимия-dehydrogenase аст мешикофанд атоми гидроген ва супоридани он ба оксиген дигар. Ин зергурӯҳ аксари онҳо дар аксуламалҳои аз respiration, фотосинтези маъмул аст. Дар доираи dehydrogenase ҳатман дар шакли coenzyme мураттаб / NADH ё flavoproteins FAD / FMN мазкур аст. Аксар ҳастанд ions металлӣ нест. Мисолҳои рақамисозӣ ферментҳои монанди tsitohromreduktazy, dehydrogenase pyruvate, dehydrogenase isocitrate, инчунин бисёр ферментҳои ҷигар (калонсолон ва dehydrogenase, glutamate dehydrogenase, ва ғайра. D.).

б) oxidases. Як қатор ферментҳои catalyze илова намудани оксиген ба гидроген, whereby маҳсулоти вокуниши ки метавонад об ё peroxide гидроген (H ₂ 0, H ₂ 0 _2). Намунаҳои аз ферментҳои cytochrome oxidase, tyrosinase.

в) peroxidase ва catalase - ферментҳои, ки catalyze decomposition H ₂ O ₂ ба об ва оксиген.

г) oxygenase. Ин biocatalysts суръат замима оксиген ба оксиген. Dofamingidroksilaza - яке аз намунаҳои чунин ферментҳои.

2. Transferases.

ферментҳои Ҳадаф аз ин гурӯҳи додани радикалии аз моҳияти моҳияти донорӣ ба гиранда аст.

а) methyltransferase. methyltransferase ДНК - ферментҳои асосие, ки ба љараёни назорат такрории ДНК. nucleotides Methylation нақши асосиро дар танзими кори кислотаи nucleic мебозад.

б) acyltransferase. Ферментҳои ин зергурӯҳ аз як молекулаи ба гурӯҳи acyl дигар интиқол дода мешавад. Намунаҳои acyltransferases: acyltransferase lecithin-холестирин (амалӣ гурӯҳи функсионалӣ бо кислотаи равғанӣ дар холестирин), lizofosfatidilholinatsiltransferaza (гурӯҳи acyl интиқол ба lysophosphatidylcholine).

в) aminotransferases - ферментҳои, ки дар табдили кислотањои аминокислотаҳо иштирок мекунанд. Намунаҳои аз ферментҳои aminotransferase alanine, ки catalyzes синтези alanine аз pyruvate ва glutamate бо гузаронидани як гурӯҳи аминокислотаҳо.

г) phosphotransferase. Ферментҳои catalyze илова намудани ин зербахш гурӯҳи гурӯҳи фосфат аст. Дигар kinase номи phosphotransferase, маъмул аст. Мисолҳои рақамисозӣ ферментҳои ба монанди hexokinase ва aspartate, ки ба пасмондаҳои hexose фосфат (асосан глюкоза) замима, ва кислотаи aspartic , мутаносибан.

3. Hydrolases - синфи ферментҳои, ки catalyze ба Шустан вомбаргҳо дар молекулаи, ки пас аз илова намудани об. Моддаҳои, ки аз они ба ин гурӯҳ - ба ферментҳо асосии ҳозима.

а) esterases - шикастани занҷирҳои ester аст. Мисол - lipases, ки вайрон поён равѓанњо.

б) glycosidases. ферментҳои биохимия ин силсила дурӯғ нобудшавии риштаҳои glycoside аз полимерҳои (oligosaccharides ва polysaccharides). Мисолҳо: amylase, sucrase, maltase.

в) peptidase - ферментҳои, ки catalyze аз рўи сафедањо ба аминокислотаҳо кислотаи. ферментҳои марбут ба Peptidase монанди pepsin, trypsin, chymotrypsin, karboiksipeptidaza.

г) Amidases - вомбаргҳои чилланишинӣ amide. Мисолҳо: .. Arginase, urease, glutaminase ғ Бисёр amidase ферментҳои дар пайдо сикли ornithine.

4. Lyases - ферментҳои барои иҷрои вазифаҳое, монанд ба hydrolases, вале дар Шустан вомбаргҳо дар молекулаҳои об истеъмол нест. Ферментҳои ин синф ҳамеша як қисми қисми ғайрипулии сафеда доранд, барои мисол, дар шакли витаминњо B1 ва B6.

а) decarboxylase. Ин ферментҳои оид ба вомбарг C-C амал. Мисолҳо ҳастанд decarboxylase кислотаи glutamic ё decarboxylase pyruvate.

б) hydratase ва dehydratase - ферментҳои, ки catalyze ба Шустан вомбаргҳо C-эй.

в) amidine-lyases - нобуд пайванди C-N. Мисол: argininsuktsinatliaza.

г) R-эй lyase. Чунин ферментҳои, одатан, як гурӯҳи фосфат аз маводи оксиген cleaved. НАМУНАИ: cyclase adenylyl.

Биохимия ферментҳои дар асоси сохтори онњо

Қобилияти ҳар як фермент аз ҷониби шахси воқеӣ, танҳо сохтори хос ӯ муайян карда мешавад. Ҳар ферментҳо - пеш аз ҳама сафеда, ва сохтори он ва дараљаи туморе нақши муҳимро дар муайян кардани вазифаи худро мебозанд.

Ҳар biocatalyst бо ҳузури маркази фаъол, ки, дар навбати худ, ба якчанд минтақаҳои функсионалии равшан тақсим тавсиф мешаванд:

1) каталитикї Маркази - як минтақаи махсуси протеин, ки дар он риояи ферментҳо ба оксиген. Вобаста ба conformation сафеда маркази каталитикї молекулаи метавонад як қатор шаклҳои, ки бояд ба оксиген ва инчунин як қулфи ва тугмаи мувофиқ мегирад. Чунин сохтори мураккаб мефаҳмонад, ки чаро сафедаи ферментҳо, ки дар давлати саввум ё quaternary аст.

2) Adsorption Маркази - ҳамчун «дорандаи» хизмат мекунад. Дар ин ҷо, пеш аз ҳама алоқаи сурат мегирад, дар байни молекулаи ферментҳо ва молекулаи оксиген аст. Бо вуҷуди ин, вобаста ба, ки Маркази adsorption, хеле заиф медицад, ва ба ин васила вокуниши каталитикї reversible дар ин марҳила аст.

3) марказҳои Allosteric мумкин аст, дар маркази фаъол ҷойгир аст, ва дар саросари тамоми рӯи ферментҳо. Функсияи онҳо - танзими ферментҳо. Низомнома ҷои тавассути молекулаҳои inhibitors ва activators молекулаҳои мегирад.

Дар сафедаҳо фаъолкунандаи ҳатмӣ ба молекулаи ферментҳо, аз суръат фаъолияти он. Inhibitors, баръакс, ҷилавгирӣ фаъолияти каталитикї, ва ин метавонад дар ду роҳ сурат: ё молекулаи арвоҳе, ба ин минтақа маркази allosteric маркази фаъоли фермент (inhibition озмун) ва ё аз он аст, ки ба минтақаи дигари сафеда (inhibition noncompetitive) замима карда мешавад. inhibition рақобатпазир аст, самаранок ба шумор меравад. Баъд аз фазои ин рӯ пўшида барои оксиген ҳатмӣ ба ферментҳо, ва ин раванд дар мавриди тасодуф амалан пурраи молекулаи inhibitor танҳо имконпазир аст ва ташаккули як маркази фаъол.

Ферментҳо аксаран тавр кислотањои аминокислотаҳо дигар моддаҳои органикӣ ва ғайриорганикӣ иборат нест, балки низ. Бинобар ин, apoenzyme дурдаст - proteinaceous қисми coenzyme - moiety органикӣ ва cofactor - қисми ғайриорганикӣ. Coenzyme мумкин аст намояндаи ulgevodami, равѓанњо, кислотањои nucleic, витаминҳо. Дар навбати худ, ҳамкорӣ омили - аст, аксар вақт як ions металлӣ дастгирии. фаъолияти ферментҳо бо сохтори он муайян карда мешавад: моддаҳои иловагӣ дохил дар таркиб, тағйир хосиятҳои каталитикї. намудҳои гуногуни ферментҳои - натиҷаи омезиши ҳамаи ин омилҳо ташкил мураккаб аст.

Танзими кори ферментҳои

Ферментҳои ҳамчун ҷавҳари биологӣ фаъол аст, ҳамеша барои ҷисм лозим нест. Биохимия ферментҳои аст, ки онҳо метавонанд дар сурати аз њуљайрањои зинда аз њад зиёд зарари catalysis. Барои пешгирии таъсири зарарнок ба мақоми ферментҳои зарур навъе ба танзим кори худ.

Т. Барои. Ферментҳои мебошанд сафеда дар табиат, ки онҳо бо омодагӣ дар ҳарорати баланд ҳалок кардем. раванди denaturation reversible аст, вале он ба таври назаррас метавонад ба моддањои таъсир мерасонад.

мањлули низ нақши муҳим дар танзими мебозад. Максимум фаъолияти ферментҳо аст, дар умум дар мањлули бетараф (7,0-7,2) ба мушоҳида мерасад. Ҳамчунин дорад, ферментҳои, ки танҳо дар шароити турушро ё танҳо дар alkaline кор мекунанд. Ҳамин тариқ, дар lysosomes мобилӣ нигоҳ мањлули паст, ки дар он фаъолияти максималии ферментҳои hydrolytic. Дар сурати алоқа тасодуфан бо cytoplasm, ки дар он ба муҳити зист ба бетараф наздиктар аст, фаъолияти худро кам карда мешавад. Чунин њимоя аз «samopoedaniya» дар хусусиятҳои hydrolase асос ёфтааст.

Қобили зикр дар бораи аҳамияти coenzyme ва cofactor дар ҳайати ферментҳои аст. Дар ҳузури витаминњо ва ё ions филизӣ ба таври назаррас фаъолияти баъзе ферментҳои махсус таъсир мерасонад.

Номгўи ферментҳои

Ҳамаи ферментҳои бадан, мувофиқи мансубияти худро ба ҳар кас аз дарсҳо, инчунин оксиген ки бо он муносибат номида мешавад. Баъзан ба номгӯи системавии истифода бурда намешавад, балки яке аз ду оксиген дар сарлавҳаи.

Намунаҳои номҳои баъзе ферментҳои:

1. ферментҳои ҷигар: калонсолон ва degidrogen aza-glutamate-aza-degidrogen.
2. Номи пурра мунтазами ферментҳо: калонсолон + -oksidoredukt мураттаб-aza.

номҳои нигоҳ ва андаке, ки ба қоидаҳои номгӯи риоя нест. trypsin, chymotrypsin, pepsin: Намунаҳои ферментҳои ҳозима мебошад.

Раванди синтези ферментҳои

Вазифаҳои ферментҳои, ҳатто дар сатҳи генетикӣ муайян карда мешавад. Аз молекулаи аст ва калон -. Протеини, ва синтез он маҳз ҳамон тавре ки равандҳои Саҳифаҳои ва тарҷума аст.

ферментҳои синтези рух зайл. Дар аввал, ДНК маълумот дар бораи ферментҳо дилхоҳ ба ташкил mRNA хонед. Паёмбар RNA encodes ҳамаи кислотањои аминокислотаҳо, ки қисми ферментҳо. Танзими ферментҳои низ дар сатҳи ДНК, ки рух медиҳад, агар маҳсулот аз вокуниши catalyzed кофӣ ист Саҳифаҳои генофонди ва баръакс, агар зарур аст, дар маҳсулоти нест, он фаъол раванди Саҳифаҳои аст.

пахши - Пас аз mRNA дар cytoplasm, марҳилаи навбатии озод шуд. Дар бораи ribosomes reticulum endoplasmic синтез силсилаи ибтидоӣ иборат аз кислотањои аминокислотаҳо алоқаманд занҷирҳои peptide. Бо вуҷуди ин, молекулаи протеин дар сохтори ибтидоӣ мумкин нест, вале вазифаи enzymatic худро иљро намояд.

Фаъолияти ферментҳо вобаста сохторҳои сафеда аст. сафеда EPS ҳамин рух таъна ба ин васила ташаккул додани сохтори аввал миёна ва сипас олӣ. Дар синтези баъзе ферментҳои аст, ки дар ин марҳилаи қатъ, балки барои баланд бардоштани фаъолияти катализатор аст, аксар ҳабси зарурӣ ва coenzyme cofactor.

қанди сафед, кислотањои nucleic, чарбу ва витаминҳо: Дар минтақаҳои муайяни reticulum endoplasmic меояд ҷузъҳои органикӣ аз ферментҳо замима карда мешавад. Баъзе ферментҳои наметавонад бидуни ҳузури coenzyme кор.

Cofactor нақши муҳимро дар ташаккули мебозад сохтори quaternary аз сафеда. Баъзе аз вазифаҳои ферментҳои дастрас мебошанд танҳо вақте ташкилот домейни сафеда. Бинобар ин, барои сохтори ҳузури quaternary кунанд, ки дар он пайванди пайвастшавӣ байни globules протеин сершумор як ion металлӣ аст, хеле муҳим аст.

шаклҳои зиёди ферментҳои

вазъиятҳое ҳастанд, вақте ки аз он зарур аст, ҳузури чанд ферментҳои, ки catalyze аксуламали ҳамон, балки аз якдигар, дар баъзе ҷиҳатҳо фарқ мекунанд. Барои мисол, ферментҳо метавонанд дар 20 дараҷа кор, вале 0 дараҷа гарм, ӯ ҳаргиз натавонед, ки ба иҷрои вазифаҳои худ. Чӣ бояд кард, ки дар чунин вазъ, ба мақоми зиндагї дар њарорати паст?

Ин масъала аст, ба осонӣ аз тарафи ҳузури чанд ферментҳои, ки catalyze аксуламали ҳамон ҳал, балки дар шароити гуногуни корӣ. ду намуди шаклҳои гуногун ферментҳои вуҷуд дорад:

1. Isoenzymes. Чунин сафедаҳо аз тарафи genes гуногун криптографии, ки онҳо доранд, аз кислотањои аминокислотаҳо гуногун иборат мебошанд, вале catalyze аксуламали ҳамон.
2. шаклњои гуногун ҳақиқӣ. Ин сафедаҳо аз генофонди ҳамон transcribed, вале дар peptides ribosomes тағйир рух медиҳад. Дар баромади чанд шаклҳои ин ферментҳо ҳамон истеҳсол.

Дар натиҷа, шаклҳои гуногун аз навъи аввал аст, ки дар сатҳи генетикии ташаккул меёбад, вақте ки дуюм - дар бораи ба мансаби-translational.

Маънии ферментҳои

Истифодаи ферментҳои дар тибби меояд поён ба масъалаи доруворӣ нав, ҳамчун як қисми он моддаҳои аллакай дар миќдори рост. Олимон ҳанӯз роҳи ҳавасманд синтези бедарак ферментҳои дар бадан ёфт нашуд, вале ҳоло ба таври васеъ маводи мухаддир, ки метавонад барои давомнокии камбудии худ кунад, то тақсим карда мешавад.

ферментҳои гуногун дар як ҳуҷайра ба catalyze шумораи зиёди аксуламалҳои марбут ба нигоҳдории ҳаёт. Яке аз ин намояндаҳои enizmov nucleases гурӯҳи: endonuclease ва exonuclease. кори онҳо ин аст, ки ба нигоҳ доштани сатҳи доимии кислотањои nucleic дар як ҳуҷайраи, бартараф кардани ДНК вайроншуда ва RNA.

Оё дар бораи зуҳуроти clotting хун фаромӯш накунед. Ҳамчун чораи самараноки ҳимоя, ин раванд аз ҷониби як қатор ферментҳои назорат. Сармуҳосиб дар миёни онҳо thrombin, ки fibrinogen сафедаи ғайрифаъол ба fibrin фаъол табдил мешавад. риштаи он як навъ шабакае, ки occludes сомона озоре зарфи ин васила ба пешгирии талафоти хун аз њад зиёд меорад.

Ферментҳои дар winemaking, пиво, истеҳсоли бисёр маҳсулоти ширӣ истифода бурда мешавад. Барои спиртӣ аз хамиртуруши глюкоза метавонад истифода шавад, вале барои фарорасии бомуваффақияти ин раванд ва берун кофӣ аз онҳо.

далелҳо ҷолиб дар бораи он шумо намедонистед

- Ҳамаи ферментҳои бадан як массаи калон - аз 5000 то 1,000,000 DA. Ин аст сабаби ба ҳузури сафеда дар молекулаи. Барои муқоиса, ки вазни молекулавии глюкоза - 180 Бале, ва гази ангидриди карбон - як умумии 44 Бале.

- То имрӯз ифтитоҳ беш аз 2000 ферментҳои, ки дар ҳуҷайраҳои организмҳои гуногуни ёфт. Бо вуҷуди ин, аксари ин моддаҳои доранд то ҳанӯз пурра фањмида.

- фаъолияти ферментҳо аст, ки барои ба даст овардани зарраҳои шустани самаранок истифода бурда мешавад. Дар ин ҷо, ферментҳои нақши ҳамон иҷро тавре, ки дар бадан: мешикананд поён моддаҳои органикӣ, ва ин амвол ба нуқтаҳои мубориза кӯмак мерасонад. Тавсия дода мешавад, ки ба истифодаи чунин шустушӯй дар ҳарорати на зиёдтар аз 50 дараҷа гарм, дар акси ҳол он метавонад ба раванди denaturation рафта.

- Мувофиқи маълумоти оморӣ, 20% -и мардум дар саросари ҷаҳон, аз набудани ягон навъи ферментҳои азият мекашанд.

- Дар бораи хосиятҳои ферментҳои маълум, барои муддати дароз, балки танҳо дар 1897, одамон фаҳмидем, ки нест, хамиртуруши, ва иқтибос аз ҳуҷайраҳои онҳо метавонанд барои fermentation шакар ба машрубот истифода бурда мешавад.