Bet kurio organizmo gyvybė įmanoma dėl jame vykstančių medžiagų apykaitos procesų. Šias reakcijas kontroliuoja natūralūs katalizatoriai arba fermentai. Kitas šių medžiagų pavadinimas yra fermentai. Terminas „fermentai“ kilęs iš lotyniško žodžio fermentum, kuris reiškia „raugas“. Ši koncepcija istoriškai atsirado tiriant fermentacijos procesus.

Ryžiai. 1 – Fermentacija naudojant mieles – tipiškas fermentinės reakcijos pavyzdys

Žmonija jau seniai naudojasi naudingomis šių fermentų savybėmis. Pavyzdžiui, daugelį amžių sūris buvo gaminamas iš pieno naudojant šliužo fermentą.

Fermentai nuo katalizatorių skiriasi tuo, kad veikia gyvame organizme, o katalizatoriai – negyvojoje gamtoje. Biochemijos šaka, tirianti šias esmines gyvybei medžiagas, vadinama enzimologija.

Bendrosios fermentų savybės

Fermentai yra baltymų molekulės, kurios sąveikauja su įvairiomis medžiagomis, paspartindamos jų cheminį virsmą tam tikru keliu. Tačiau jie nevartojami. Kiekvienas fermentas turi aktyvią vietą, kuri prisijungia prie substrato, ir katalizinę vietą, kuri inicijuoja tam tikrą cheminę reakciją. Šios medžiagos pagreitina organizme vykstančias biochemines reakcijas, nepadidindamos temperatūros.

Pagrindinės fermentų savybės:

specifiškumas: fermento gebėjimas veikti tik tam tikrą substratą, pavyzdžiui, riebalų lipazės;
katalizinis efektyvumas: fermentinių baltymų gebėjimas paspartinti biologines reakcijas šimtus ir tūkstančius kartų;
gebėjimas reguliuoti: kiekvienoje ląstelėje fermentų gamybą ir aktyvumą lemia unikali transformacijų grandinė, kuri turi įtakos šių baltymų gebėjimui vėl sintetinti.

Fermentų vaidmens žmogaus organizme negalima pervertinti. Tuo metu, kai DNR struktūra buvo tik atrasta, buvo kalbama, kad už vieno baltymo sintezę atsakingas vienas genas, kuris jau nulėmė specifinį požymį. Dabar šis teiginys skamba taip: „Vienas genas – vienas fermentas – viena savybė“. Tai yra, be fermentų veiklos ląstelėje gyvybė negali egzistuoti.

Klasifikacija

Atsižvelgiant į jų vaidmenį cheminėse reakcijose, išskiriamos šios fermentų klasės:

Gyvame organizme visi fermentai skirstomi į vidinius ir tarpląstelinius. Tarpląsteliniams fermentams priskiriami, pavyzdžiui, kepenų fermentai, dalyvaujantys įvairių į kraują patenkančių medžiagų neutralizavimo reakcijose. Jų kraujyje aptinkama pažeidžiant organą, o tai padeda diagnozuoti jo ligas.

Intraląsteliniai fermentai, kurie yra vidaus organų pažeidimo žymenys:

kepenys - alanino aminotransefrazė, aspartato aminotransferazė, gama-glutamilo transpeptidazė, sorbitolio dehidrogenazė;
inkstai - šarminė fosfatazė;
prostatos liauka – rūgštinė fosfatazė;
širdies raumuo – laktato dehidrogenazė

Ekstraląstelinius fermentus liaukos išskiria į išorinę aplinką. Pagrindines išskiria seilių liaukų, skrandžio sienelės, kasos, žarnyno ląstelės ir aktyviai dalyvauja virškinime.

Virškinimo fermentai

Virškinimo fermentai yra baltymai, kurie pagreitina didelių molekulių, sudarančių maistą, skilimą. Jie tokias molekules atskiria į mažesnius fragmentus, kuriuos ląstelės lengviau absorbuoja. Pagrindiniai virškinimo fermentų tipai yra proteazės, lipazės ir amilazės.

Pagrindinė virškinimo liauka yra kasa. Jis gamina daugumą šių fermentų, taip pat nukleazes, kurios skaido DNR ir RNR, bei peptidazes, dalyvaujančias laisvųjų aminorūgščių susidaryme. Be to, nedidelis susidarančių fermentų kiekis gali „apdoroti“ didelį maisto kiekį.

Fermentinio maisto medžiagų skaidymo metu išsiskiria energija, kuri naudojama medžiagų apykaitos procesams ir gyvybinėms funkcijoms. Nedalyvaujant fermentams, tokie procesai vyktų per lėtai, neužtikrindami organizmo pakankamai energijos atsargų.

Be to, fermentų dalyvavimas virškinimo procese užtikrina maistinių medžiagų suskaidymą į molekules, kurios gali praeiti pro žarnyno sienelės ląsteles ir patekti į kraują.

amilazė

Amilazę gamina seilių liaukos. Jis veikia maisto krakmolą, kurį sudaro ilga gliukozės molekulių grandinė. Dėl šio fermento veikimo susidaro sritys, susidedančios iš dviejų sujungtų gliukozės molekulių, tai yra fruktozė ir kiti trumpos grandinės angliavandeniai. Vėliau jie metabolizuojami į gliukozę žarnyne ir iš ten absorbuojami į kraują.

Seilių liaukos skaido tik dalį krakmolo. Seilių amilazė veikia trumpai, kol kramtomas maistas. Patekęs į skrandį fermentas yra inaktyvuojamas dėl jo rūgštinio turinio. Didžioji dalis krakmolo suyra jau dvylikapirštėje žarnoje, veikiant kasos gaminamai kasos amilazei.

Ryžiai. 2 – amilazė pradeda skaidyti krakmolą

Trumpi angliavandeniai, susidarę veikiant kasos amilazei, patenka į plonąją žarną. Čia maltazės, laktazės, sacharazės ir dekstrinazės pagalba jie suskaidomi į gliukozės molekules. Fermentų nesuskaidomos skaidulos iš žarnyno pasišalina su išmatomis.

Proteazės

Baltymai arba baltymai yra esminė žmogaus mitybos dalis. Jiems suskaidyti reikalingi fermentai – proteazės. Jie skiriasi sintezės vieta, substratais ir kitomis savybėmis. Kai kurie iš jų yra aktyvūs skrandyje, pavyzdžiui, pepsinas. Kitus gamina kasa ir jie yra aktyvūs žarnyno spindyje. Pati liauka išskiria neaktyvų fermento pirmtaką – chimotripsinogeną, kuris pradeda veikti tik susimaišęs su rūgštiniu maisto turiniu, virsdamas chimotripsinu. Šis mechanizmas padeda išvengti proteazių savęs žalojimo kasos ląstelėms.

Ryžiai. 3 – Fermentinis baltymų skaidymas

Proteazės skaido maisto baltymus į smulkesnius fragmentus – polipeptidus. Fermentai – peptidazės skaido jas į aminorūgštis, kurios pasisavinamos žarnyne.

Lipazės

Maistinius riebalus skaido lipazės fermentai, kuriuos gamina ir kasa. Jie skaido riebalų molekules į riebalų rūgštis ir glicerolį. Šiai reakcijai reikalingas tulžies buvimas dvylikapirštės žarnos spindyje, kuris susidaro kepenyse.

Ryžiai. 4 – Fermentinė riebalų hidrolizė

Pakaitinės terapijos su vaistu "Micrazim" vaidmuo

Daugeliui žmonių, turinčių virškinimo sutrikimų, visų pirma sergančių kasos ligomis, fermentų skyrimas užtikrina funkcinę organo palaikymą ir pagreitina gijimo procesą. Sustabdžius pankreatito priepuolį ar kitą ūmią situaciją, fermentų vartojimą galima nutraukti, nes organizmas savarankiškai atkuria jų sekreciją.

Ilgai vartoti fermentų preparatus būtina tik esant sunkiam egzokrininiam kasos nepakankamumui.

Vienas iš fiziologiškiausių savo sudėtyje yra vaistas "Micrazim". Jį sudaro amilazė, proteazės ir lipazė, esančios kasos sultyse. Todėl atskirai pasirinkti, kokį fermentą naudoti įvairioms šio organo ligoms, nereikia.

Šio vaisto vartojimo indikacijos:

lėtinis pankreatitas, cistinė fibrozė ir kitos nepakankamos kasos fermentų sekrecijos priežastys;
uždegiminės kepenų, skrandžio, žarnyno ligos, ypač po jų operacijų, greitesniam virškinimo sistemos atstatymui;
mitybos klaidos;
kramtymo funkcijos sutrikimas, pavyzdžiui, dėl dantų ligų ar paciento nejudrumo.

Virškinimo fermentų vartojimas pakaitiniais tikslais padeda išvengti pilvo pūtimo, laisvų išmatų ir pilvo skausmo. Be to, sergant sunkiomis lėtinėmis kasos ligomis, Micrasim visiškai perima maistinių medžiagų skaidymo funkciją. Todėl jie gali būti lengvai pasisavinami žarnyne. Tai ypač svarbu vaikams, sergantiems cistine fibroze.

Svarbu: prieš naudodami perskaitykite instrukcijas arba pasitarkite su gydytoju.

Gamtoje yra specialių baltyminių medžiagų, kurios vienodai sėkmingai funkcionuoja tiek gyvoje ląstelėje, tiek už jos ribų. Tai yra fermentai. Jų pagalba organizmas virškina maistą, auga ir naikina ląsteles, jų dėka efektyviai dirba visos mūsų organizmo sistemos, o pirmiausia – centrinė nervų sistema. Be fermentų pasaulyje nebūtų nei jogurto, nei kefyro, nei sūrio, nei fetos sūrio, nei giros, nei gatavų dribsnių, nei kūdikių maisto. Iš ko susideda šie biokatalizatoriai, pastaruoju metu tapę ištikimais biotechnologų padėjėjais ir kokia jų struktūra, kuo jie skiriasi vienas nuo kito, kaip palengvina mūsų gyvenimą, apie tai sužinosite šioje pamokoje.

Nuorodos

1. Kamensky A. A., Kriksunov E. A., Pasechnik V. V. Bendroji biologija 10-11 klasė Bustard, 2005 m.

2. Biologija. 10 klasė. Bendroji biologija. Pagrindinis lygis / P. V. Iževskis, O. A. Kornilova, T. E. Loščilina ir kt. – 2 leid., pataisyta. - Ventana-Graf, 2010. - 224 p.

3. Beliajevas D.K. Biologija 10-11 kl. Bendroji biologija. Bazinis lygis. – 11 leid., stereotipas. - M.: Švietimas, 2012. - 304 p.

4. Biologija 11 kl. Bendroji biologija. Profilio lygis / V. B. Zacharovas, S. G. Mamontovas, N. I. Soninas ir kiti – 5 leid., stereotipas. - Bustard, 2010. - 388 p.

5. Agafonova I. B., Zakharova E. T., Sivoglazov V. I. Biologija 10-11 kl. Bendroji biologija. Bazinis lygis. - 6 leidimas, pridėti. - Bustard, 2010. - 384 p.

Fermentai yra mūsų kūno arkliai. Pažiūrėję į akademinį žinyną, galite sužinoti, kad žodis fermentai išvertus iš lotynų kalbos reiškia raugą. Ir būtent dėl tokio raugo kas sekundę mūsų kūne vyksta daugybė cheminių procesų.

Kiekvienas iš šių cheminių procesų turi savo specializaciją. Vieno metu virškinami baltymai, kito – riebalai, trečiasis atsakingas už angliavandenių pasisavinimą. Be to, fermentai sugeba vieną medžiagą paversti kita, šiuo metu organizmui svarbesne.

Maistas, kuriame gausu fermentų:

Bendrosios fermentų charakteristikos

Fermentai buvo atrasti 1814 m., Dėl krakmolo pavertimo cukrumi. Ši transformacija įvyko dėl amilazės fermento, išskirto iš miežių daigų, veikimo.

1836 m. buvo atrastas fermentas, vėliau pavadintas pepsinu. Mūsų skrandyje jis gaminamas savarankiškai, o druskos rūgšties pagalba aktyviai skaido baltymus. Pepsinas taip pat aktyviai naudojamas sūrių gamyboje.

O mielių transformacijos metu alkoholinę fermentaciją sukelia fermentas, vadinamas zimase.

Pagal savo cheminę struktūrą fermentai priklauso baltymų klasei. Tai biokatalizatoriai, kurie atlieka medžiagų transformaciją organizme.

Fermentai pagal paskirtį skirstomi į 6 grupes: liazes, hidrolazes, oksidoreduktazes, transferazes, izomerazes ir ligazes.

1926 m. fermentai pirmą kartą buvo išskirti iš gyvų ląstelių ir gauti kristalinės formos. Taigi atsirado galimybė juos naudoti vaistuose, siekiant pagerinti organizmo gebėjimą virškinti maistą.

Šiandien mokslas žino daugybę įvairių fermentų, kai kuriuos iš jų gamina farmacijos pramonė kaip vaistus ir maisto papildus.

Sunku apskaičiuoti bendrą fermentų, reikalingų organizmui pilnavertiškam funkcionavimui per dieną, skaičių, nes mūsų organizme yra daug fermentų, kurių yra labai skirtingais kiekiais.

Jei skrandžio sultyse yra mažai proteolitinių fermentų, reikia padidinti produktų, kuriuose yra būtinų fermentų, kiekį.

Pavyzdžiui, pankreatinas skiriamas nuo 576 mg per parą ir, jei reikia, baigiant šio vaisto dozės padidinimu 4 kartus.

Padidėja fermentų poreikis:
su vangiu virškinamojo trakto veikimu;
kai kurioms virškinimo sistemos ligoms;
antsvoris;
silpnas imunitetas;
kūno intoksikacija;

senatvėje, kai jūsų pačių fermentai gaminami prasčiau.

Sumažėja fermentų poreikis:
esant padidėjusiam skrandžio sulčių proteolitinių fermentų kiekiui;

individualus maisto ir vaistų, kurių sudėtyje yra fermentų, netoleravimas.

Naudingos fermentų savybės ir jų poveikis organizmui

Fermentai dalyvauja virškinimo procese, padeda organizmui apdoroti maistą. Jie normalizuoja medžiagų apykaitą, skatina svorio mažėjimą. Stiprinti imuninę sistemą ir pašalinti iš organizmo toksinus.

Skatinti kūno ląstelių atsinaujinimą ir pagreitinti organizmo savaiminio apsivalymo procesą. Maisto medžiagas paverčia energija. Paspartinti žaizdų gijimą.

Be to, maistas, kuriame gausu fermentų, padidina antikūnų, sėkmingai kovojančių su infekcijomis, skaičių ir taip sustiprina mūsų imunitetą.

Virškinimo fermentų buvimas maiste palengvina jo perdirbimą ir tinkamą maistinių medžiagų įsisavinimą.

Sąveika su esminiais elementais

Pagrindiniai mūsų organizmo komponentai – baltymai, riebalai, angliavandeniai – glaudžiai sąveikauja su fermentais. Vitaminai taip pat prisideda prie aktyvesnio tam tikrų fermentų veikimo.

Fermentų veiklai būtinas organizmo rūgščių ir šarmų balansas bei kofermentų (vitaminų darinių) ir kofaktorių buvimas.
O taip pat ir inhibitorių – tam tikrų medžiagų, medžiagų apykaitos produktų, kurie slopina fermentų veiklą vykstant cheminėms reakcijoms, nebuvimas.
Fermentų trūkumo organizme požymiai:
virškinimo trakto sutrikimai;
bendras silpnumas;
negalavimas;

sąnarių skausmas;

Achilo gastritas;
padidėjęs nesveikas apetitas.

Fermentų pertekliaus organizme požymiai:

Reguliarus fermentų turinčio maisto vartojimas padeda papildyti būtinų fermentų trūkumą organizme.

Tačiau norint juos visapusiškai įsisavinti ir gyvybingumą, būtina užtikrinti tam tikrą rūgščių ir šarmų pusiausvyrą, būdingą tik sveikam organizmui. Fermentai , arba fermentai (nuo lat. Fermentum

- starteris) - dažniausiai baltymų molekulės arba RNR molekulės (ribozimai) arba jų kompleksai, greitinantys (katalizuojantys) chemines reakcijas gyvose sistemose. Reagentai fermentų katalizuojamoje reakcijoje vadinami substratais, o susidariusios medžiagos – produktais. Fermentai yra specifiniai substratui (ATPazė katalizuoja tik ATP skilimą, o fosforilazės kinazė fosforilina tik fosforilazę).

Fermentų aktyvumą galima reguliuoti aktyvatoriais ir inhibitoriais (aktyvatorių daugėja, inhibitorių mažėja).

Baltymų fermentai sintetinami ribosomose, o RNR – branduolyje.

Terminai „fermentas“ ir „fermentas“ jau seniai vartojami kaip sinonimai (pirmasis daugiausia rusų ir vokiečių mokslinėje literatūroje, antrasis – anglų ir prancūzų kalbomis). Mokslas apie fermentus vadinamas enzimologija

, o ne enzimologija (kad nesimaišytų lotynų ir graikų kalbų žodžių šaknys).

Tyrimo istorija Terminas fermentas

XVII amžiuje pasiūlė chemikas van Helmontas, aptardamas virškinimo mechanizmus.

In con. XVIII – anksti XIX a jau buvo žinoma, kad mėsą virškina skrandžio sultys, o krakmolas, veikiamas seilėms, virsta cukrumi. Tačiau šių reiškinių mechanizmas nebuvo žinomas.

XIX amžiuje Louis Pasteur, tyrinėdamas angliavandenių virsmą etilo alkoholiu veikiant mielėms, priėjo išvados, kad šį procesą (fermentaciją) katalizuoja tam tikra gyvybinė jėga, esanti mielių ląstelėse. Terminas Daugiau nei prieš šimtą metų terminai Ir fermentas atspindėjo skirtingus požiūrius teoriniame ginče tarp L. Pasteur, iš vienos pusės, ir M. Berthelot bei J. Liebig, iš kitos pusės, dėl alkoholinės fermentacijos prigimties. Tiesą sakant fermentai fermentai fermentum Ir(iš graikų ἐν- - in- ir ζύμη - mielės, raugas), 1876 m. W. Kuehne pasiūlė „neorganizuotiems fermentams“, kuriuos ląstelės išskiria, pavyzdžiui, į skrandį (pepsinas) arba žarnas (tripsinas, amilazė). Praėjus dvejiems metams po L. Pasteur mirties 1897 m., E. Buchneris paskelbė darbą „Alkoholinė fermentacija be mielių ląstelių“, kuriame eksperimentiškai įrodė, kad beląstelinės mielių sultys alkoholinę fermentaciją atlieka taip pat, kaip ir nesuardytos mielių ląstelės. 1907 metais už šį darbą jis buvo apdovanotas Nobelio premija. Pirmąjį labai išgrynintą kristalinį fermentą (ureazę) 1926 metais išskyrė J. Samneris. Per ateinančius 10 metų buvo išskirti dar keli fermentai ir galiausiai buvo įrodyta, kad fermentai yra baltymingi.

RNR katalizinį aktyvumą devintajame dešimtmetyje prieš rRNR pirmą kartą atrado Thomas Checkas, tyręs RNR susiliejimą blakstienų ląstelėse. Tetrahymena thermophila. Paaiškėjo, kad ribozimas yra Tetrahymena pre-rRNR molekulės dalis, koduojama ekstrachromosominio rDNR geno introno; ši sritis atliko autosplicing, tai yra, ji išsikirto rRNR brendimo metu.

Fermentų funkcijos

Fermentai yra visose gyvose ląstelėse ir padeda kai kurias medžiagas (substratus) paversti kitomis (produktais). Fermentai veikia kaip katalizatoriai beveik visose biocheminėse reakcijose, vykstančiose gyvuose organizmuose. Iki 2013 m. buvo aprašyta daugiau nei 5000 skirtingų fermentų. Jie atlieka gyvybiškai svarbų vaidmenį visuose gyvybės procesuose, reguliuoja ir reguliuoja organizmo medžiagų apykaitą.

Kaip ir visi katalizatoriai, fermentai pagreitina tiek pirmyn, tiek atvirkštines reakcijas, sumažindami proceso aktyvavimo energiją. Šiuo atveju cheminė pusiausvyra nesislenka nei pirmyn, nei atgal. Išskirtinis fermentų bruožas, lyginant su nebaltyminiais katalizatoriais, yra didelis jų specifiškumas – kai kurių substratų prisijungimo prie baltymų konstanta gali siekti 10–10 mol/l ar mažiau. Kiekviena fermento molekulė gali atlikti nuo kelių tūkstančių iki kelių milijonų „operacijų“ per sekundę.

Pavyzdžiui, viena fermento renino molekulė, esanti veršelio skrandžio gleivinėje, 37 °C temperatūroje per 10 minučių sutraukia apie 10 6 pieno kazeinogeno molekules.

Be to, fermentų efektyvumas yra daug didesnis nei nebaltyminių katalizatorių – fermentai reakcijas pagreitina milijonus ir milijardus kartų, nebaltyminiai – šimtus ir tūkstančius kartų. Taip pat žr. Kataliziškai tobulas fermentas

baltyminio pobūdžio organinės medžiagos, kurios sintetinamos ląstelėse ir daug kartų pagreitina jose vykstančias reakcijas, nevykdamos cheminių virsmų. Panašų poveikį turinčios medžiagos egzistuoja ir negyvojoje gamtoje ir vadinamos katalizatoriais. Fermentai (iš lat. fermentas - fermentacija, raugas) kartais vadinami fermentais (iš graikų k. lt - viduje, zyme - raugas). Visose gyvose ląstelėse yra labai didelis rinkinys fermentų, kurių katalizinis aktyvumas lemia ląstelių funkcionavimą. Beveik kiekviena iš daugelio skirtingų ląstelėje vykstančių reakcijų reikalauja tam tikro fermento. Fermentų cheminių savybių ir jų katalizuojamų reakcijų tyrimas yra ypatinga, labai svarbi biochemijos sritis – enzimologija.

Daugelis fermentų ląstelėje yra laisvos būsenos, tiesiog ištirpę citoplazmoje; kitos susijusios su sudėtingomis, labai organizuotomis struktūromis. Taip pat yra fermentų, kurie paprastai yra už ląstelės ribų; Taigi fermentus, katalizuojančius krakmolo ir baltymų skilimą, kasa išskiria į žarnyną. Išskiriamas fermentų ir daugelio mikroorganizmų.

Pirmieji duomenys apie fermentus buvo gauti tiriant rūgimo ir virškinimo procesus. L. Pasteuras labai prisidėjo tiriant fermentaciją, tačiau tikėjo, kad tik gyvos ląstelės gali atlikti atitinkamas reakcijas. XX amžiaus pradžioje. E. Buchneris parodė, kad sacharozės fermentaciją, susidarant anglies dioksidui ir etilo alkoholiui, gali katalizuoti mielių ekstraktas be ląstelių. Šis svarbus atradimas paskatino ląstelių fermentų išskyrimą ir tyrimą. 1926 metais J. Sumneris iš Kornelio universiteto (JAV) išskyrė ureazę; tai buvo pirmasis fermentas, gautas beveik gryna forma. Nuo to laiko buvo atrasta ir išskirta daugiau nei 700 fermentų, tačiau daug daugiau yra gyvuose organizmuose. Atskirų fermentų identifikavimas, išskyrimas ir savybių tyrimas užima pagrindinę vietą šiuolaikinėje enzimologijoje.

Fermentų, dalyvaujančių esminiuose energijos konversijos procesuose, tokiuose kaip cukrų skaidymas ir didelės energijos junginio adenozino trifosfato (ATP) susidarymas ir hidrolizė, yra visų tipų ląstelėse – gyvūnų, augalų, bakterijų. Tačiau yra fermentų, kurie gaminami tik tam tikrų organizmų audiniuose. Taigi fermentų, dalyvaujančių celiuliozės sintezėje, yra augalų ląstelėse, bet ne gyvūnų ląstelėse. Taigi svarbu atskirti „universalius“ fermentus nuo fermentų, būdingų tam tikriems ląstelių tipams. Paprastai tariant, kuo labiau specializuota ląstelė, tuo didesnė tikimybė, kad ji susintetins fermentų rinkinį, reikalingą tam tikrai ląstelės funkcijai atlikti.

Fermentai ir virškinimas. Fermentai yra būtini virškinimo proceso dalyviai. Tik mažos molekulinės masės junginiai gali prasiskverbti pro žarnyno sienelę ir patekti į kraują, todėl maisto komponentai pirmiausia turi būti suskaidyti į mažas molekules. Tai vyksta fermentinės hidrolizės (skaidymo) metu baltymams į aminorūgštis, krakmolui į cukrų, riebalams į riebalų rūgštis ir glicerolį. Baltymų hidrolizę katalizuoja skrandyje esantis fermentas pepsinas. Kasa į žarnyną išskiria daugybę labai veiksmingų virškinimo fermentų. Tai tripsinas ir chimotripsinas, kurie hidrolizuoja baltymus; lipazė, kuri skaido riebalus; amilazė, kuri katalizuoja krakmolo skilimą. Pepsinas, tripsinas ir chimotripsinas išskiriami neaktyvia forma, vadinamuoju pavidalu. zimogenai (profermentai) ir suaktyvėja tik skrandyje ir žarnyne. Tai paaiškina, kodėl šie fermentai nesunaikina kasos ir skrandžio ląstelių. Skrandžio ir žarnyno sienelės apsaugotos nuo virškinimo fermentų ir gleivių sluoksnio. Plonosios žarnos ląstelės išskiria keletą svarbių virškinimo fermentų.

Didžioji dalis energijos, sukauptos augaliniame maiste, pavyzdžiui, žolėje ar šiene, yra sukoncentruota celiuliozėje, kurią skaido fermentas celiulazė. Šis fermentas žolėdžių organizme nesintetinamas, o atrajotojai, pavyzdžiui, galvijai ir avys, gali valgyti maistą, kuriame yra celiuliozės, tik todėl, kad celiulazę gamina mikroorganizmai, kurie apgyvendina pirmąją skrandžio dalį – prieskrandį. Termitai taip pat naudoja mikroorganizmus maistui virškinti.

Fermentai naudojami maisto, farmacijos, chemijos ir tekstilės pramonėje. Pavyzdys yra augalinis fermentas, gaunamas iš papajos ir naudojamas mėsai minkštinti. Fermentų dedama ir į skalbimo miltelius.

Fermentai medicinoje ir žemės ūkyje. Supratimas apie pagrindinį fermentų vaidmenį visuose ląstelių procesuose paskatino juos plačiai naudoti medicinoje ir žemės ūkyje. Normalus bet kurio augalų ir gyvūnų organizmo funkcionavimas priklauso nuo efektyvaus fermentų veikimo. Daugelio toksiškų medžiagų (nuodų) veikimas pagrįstas jų gebėjimu slopinti fermentus; Daugelis vaistų turi tą patį poveikį. Dažnai vaisto ar toksinės medžiagos poveikį galima atsekti pagal selektyvų poveikį tam tikro fermento funkcionavimui organizme kaip visuma arba tam tikrame audinyje. Pavyzdžiui, kariniams tikslams sukurti galingi fosforo organiniai insekticidai ir nervinės dujos daro savo destruktyvų poveikį blokuodami fermentų darbą – pirmiausia cholinesterazę, kuri atlieka svarbų vaidmenį perduodant nervinius impulsus.

Norint geriau suprasti vaistų veikimo mechanizmą fermentų sistemoms, naudinga apsvarstyti, kaip veikia kai kurie fermentų inhibitoriai. Daugelis inhibitorių jungiasi prie aktyvios fermento vietos – tos pačios vietos, su kuria sąveikauja substratas. Tokiems inhibitoriams svarbiausios struktūrinės savybės yra artimos substrato struktūrinėms savybėms, ir jei reakcijos terpėje yra ir substratas, ir inhibitorius, tarp jų vyksta konkurencija dėl prisijungimo prie fermento; Be to, kuo didesnė substrato koncentracija, tuo sėkmingiau jis konkuruoja su inhibitoriumi. Kito tipo inhibitoriai sukelia konformacinius fermento molekulės pokyčius, kurie apima funkciškai svarbias chemines grupes. Inhibitorių veikimo mechanizmo tyrimas padeda chemikams sukurti naujus vaistus.

KAI KURIE FERMENTAI IR JŲ KATALIZUOJAMOS REAKCIJOS
Cheminės reakcijos tipas	Fermentas	Šaltinis	Katalizuojama reakcija 1)
Hidrolizė	Tripsinas	Plonoji žarna	Baltymai + H2O ® Įvairūs polipeptidai
Hidrolizė	b- amilazė	Kviečiai, miežiai, saldžiosios bulvės ir kt.	Krakmolas + H 2 O ® Krakmolo hidrolizatas + Maltozė
Hidrolizė	Trombinas	Kraujas	Fibrinogenas + H2O ® Fibrinas + 2 polipeptidai
Hidrolizė	Lipazės	Žarnos, riebios sėklos, mikroorganizmai	Riebalai + H 2 O ® Riebalų rūgštys + glicerolis
Hidrolizė	Šarminė fosfatazė	Beveik visos ląstelės	Organiniai fosfatai + H 2 O ® Defosforilintas produktas + neorganinis fosfatas
Hidrolizė	Ureazė	Kai kurios augalų ląstelės ir mikroorganizmai	Karbamidas + H2O ® Amoniakas +Anglies dioksidas
Fosforolizė	Fosforilazė	Gyvūnų ir augalų audiniai, kuriuose yra polisacharidų	Polisacharidas (krakmolas arba glikogenas išngliukozės molekulės) + Neorganinės fosfatas Gliukozės-1-fosfatas+ polisacharidas ( n – 1gliukozės vienetai)
Dekarboksilinimas	Dekarboksilazė	Mielės, kai kurie augalai ir mikroorganizmai	Piruvo rūgštis ® Acetaldehidas + Anglies dioksidas
Kondensatas	Aldolaza		2 Triozės fosfatai Heksozės difosfatas
Kondensatas	Oksaloacetato transacetilazė	Tas pats	Oksaloacto rūgštis + acetilo kofermentas ACitrinų rūgštis+ kofermentas A
Izomerizacija	Fosfoheksozės izomerazė	Tas pats	Gliukozės-6-fosfatas Fruktozė 6-fosfatas
Hidratacija	Fumarazė	Tas pats	Fumaro rūgštis+H2O Obuolių rūgštis
Hidratacija	Anglies anhidrazė	Įvairūs gyvūnų audiniai; žali lapai	Anglies dioksidas+H2O Anglies rūgštis
Fosforilinimas	Piruvato kinazė	Beveik visos (arba visos) ląstelės	ATP + piruvo rūgštis Fosfenolpiruvinis rūgštis + ADP
Fosfatų grupės perkėlimas	Fosfogliukomutazė	Visos gyvūnų ląstelės; daug augalų ir mikroorganizmų	Gliukozės-1-fosfatas Gliukozės-6-fosfatas
Transaminacija	Transaminazė	Dauguma ląstelių	Asparto rūgštis + piruvo rūgštis Rūgščių acto rūgštisrūgštis + alaninas
Sintezė kartu su ATP hidrolize	Glutamino sintetazė	Tas pats	Glutamo rūgštis + amoniakas + ATP Glutaminas + ADP + Neorganinis fosfatas
Oksidacija-redukcija	Citochromo oksidazė	Visos gyvūnų ląstelės, daugelis augalų ir mikroorganizmų	O2+ Sumažintas citochromo kiekis c ® Oksiduotas citochromas c+H2O
Oksidacija-redukcija	Askorbo rūgšties oksidazė	Daug augalų ląstelių	Askorbo rūgštis+O2 ® Dehidroaskorbo rūgštis + Vandenilio peroksidas
Oksidacija-redukcija	Citochromas c reduktazė	Visos gyvūnų ląstelės; daug augalų ir mikroorganizmų	BAIGTA · H (sumažintas kofermentas) + Oksiduotas citochromasc ® Sumažintas citochromo kiekisc + NAD (oksiduotas kofermentas)
Oksidacija-redukcija	Laktato dehidrogenazė	Dauguma gyvūnų klijai - srovė; kai kurie augalai ir mikroorganizmai	Pieno rūgštis + NAD (oksiduotas kofermentas) Pyrovinogradnaya rūgštis + NAD · N (atnaujintas) kofermentas)
1) Viena rodyklė reiškia, kad reakcija iš tikrųjų vyksta viena kryptimi, o dvigubos rodyklės reiškia kad reakcija yra grįžtama.

LITERATŪRA

Ferštas E. Fermentų struktūra ir veikimo mechanizmas . M., 1980 m
Paklydęs L. Biochemija , t. 1 (b. l. 104-131), t. 2 (b. l. 23-94). M., 1984-1985
Murray R., Grenneris D., Mayesas P., Rodwellas W.Žmogaus biochemija , t. 1. M., 1993 m