Биохими фермент. Бүтэц, шинж чанар, чиг үүрэг

амьд организм бүрийн эсийн химийн урвал сая явагдана. Тэдний бүр чухал ач холбогдолтой тул энэ нь өндөр түвшинд биологийн үйл явцын хурдыг барьж байх нь чухал юм. Бараг урвал бүр өөрийн ферментийн катализийн байна. фермент гэж юу вэ? торонд тэдний үүрэг юу вэ?

Фермент. тодорхойлолт

цаг "фермент" Латин fermentum гарсан байдаг - Талхны хөрөнгө. "Болзошгүй хэлбэлзэлтээс найдвартай болон хязгаарлалтын байна." - Тэд бас zyme EN грек-аас фермент гэж нэрлэж болно

Ферментүүд - биологийн идэвхт бодис, тийм болохоор эс тохиолдох ямар нэг урвал, тэдэнд юу ч хийж чадахгүй байна. Эдгээр нэгдлүүд нь хурдасгуур болж ажиллах. Иймд, ямар ч фермент нь хоёр үндсэн шинж чанар байдаг:

1) Ферментийн биохимийн урвал хурдасгаж, гэхдээ энэ нь хэрэглэсэн байна.

2) тэнцвэрт тогтмол утга нь өөрчилж болохгүй, харин зөвхөн энэ үнэ цэнэтэй амжилт түргэсдэг.

Ферментүүд мянган биохимийн урвалыг хурдасгадаг, зарим тохиолдолд нэг сая удаа. Энэ фермент системд байхгүй бүх эсийн үйл ажиллагаа бараг зогссон байна гэж, гар нь өөрөө нас барсан гэсэн үг. Тиймээс идэвхтэй найрлага зэрэг ферментийн үүрэг өндөр байна.

фермент нь олон янзын эсийн бодисын солилцоог зохицуулахад төрөлжүүлэх боломжтой болгодог. ферментийн хэсэг нь олон төрлийн хичээлүүдийг авч урвал аль нэг Схемийн байна. Биологийн хурдасгуур молекул нь тодорхой конформацд дамжуулан өндөр сонгомлоор байна. T. хэрэгтэй. Ихэнх тохиолдолд фермент шинж чанартай уураг байдаг, тэдгээр нь гуравдагч буюу дөрөвдөгч бүтэц байна. Учир нь дахин молекулын өвөрмөц юм.

эсийн ферментийн үйл ажиллагаа

Ферментийн гол зорилго - хурдатгал харгалзах урвал. Аливаа дараалсан үйл явц, устөрөгчийн хэт исэл ба төгсгөл glycolysis-ын задрал хойш биологийн катализатор байгааг шаарддаг.

ферментийн зөв үйл ажиллагаа нь тодорхой субстратын өндөр өвөрмөц хүрсэн. Энэ хурдасгуур зөвхөн зарим нэг урвал, ямар ч илүү, тэр ч байтугай маш төстэй хурдасгах болно гэсэн үг юм. ферментийг өвөрмөц зэрэг гэхэд дараах бүлгүүдтэй:

зөвхөн нэг урвал катализийн үед туйлын өвөрмөц 1) фермент. Жишээ нь, collagenase Коллаген болон maltase билигтэй нэгдэн нийлдэг мальтоз задаргаа.

2) харьцангуй өвөрмөц нь фермент. Энэ жишээ нь, hydrolytic хуваагдлыг нь, урвал нь тодорхой анги хурдасгахад болно бодис агуулдаг.

biocatalyst ажил субстратын өөрийн идэвхтэй сайтын холбогдуулан эхэлдэг. Үүний зэрэгцээ нь цоожлон төстэй нэмэлт харилцан үйлчлэлийн тухай ярьж байна. Энэ субстратын нь бүрэн тоглолт идэвхтэй төв, хэрэв боломжтой урвалыг хурдасгах болгож болдог хэлнэ.

Дараагийн алхам нь урвалын явцад бүрддэг. фермент цогцолбор арга замаар хурд нэмэгдэнэ. Эцэст нь хэлэхэд, бид ферментийг урвалын бүтээгдэхүүн холбоотой авах болно.

Төгсгөлийн үе шат - энзим, дараа нь идэвхтэй сайтын дахин өөр үйл ажиллагаа үнэ төлбөргүй болсон нь урвалын бүтээгдэхүүнийг устгах.

Schematically, үе шат бүрт ферментийг ажил гэж бичиж болно:

1) S + E -> SE

2) Швед -> SP

3) SP -> S + P, S - фермент болон P - - бүтээгдэхүүний субстрат, E юм.

ферментийн ангилал

Хүний биед та ферментийн тооны олж болно. Тэдний чиг үүрэг, ажлын талаар мэдээлэл мэдлэг системтэй бөгөөд үр дүнд нь нийтлэг ангилал, аль замаар нь өөрийнхөө цуглуулгыг амархан тухайн хурдасгуур гэж юу болохыг тодорхойлох боломжтой байдаг юм байна. Энд ферментийн зургаан үндсэн анги, түүнчлэн дэд зарим жишээ юм.

1. Oxidoreductase.

Энэ ангийн ферментүүд редокс урвал катализаторддаг. Нийт 17 дэд бүлэг сэргэсэн. Oxidoreductases нь ихэвчлэн төрийн бус уураг хэсэг өгсөн витамин, эсвэл heme байна.

oxidoreductases дунд ихэвчлэн дараах шалтгааныг олж:

а) Dehydrogenase. Биохими-dehydrogenase фермент устөрөгчийн атом үнэнч, өөр субстратын руу шилжүүлэх юм. Энэ дэд бүлгийн амьсгал, фотосинтезийн урвал хамгийн түгээмэл байдаг. dehydrogenase нэг хэсэг болох коэнзим NAD / NADH эсвэл flavoproteins Төсвийн харилцааны / FMN хэлбэрээр заавал байх юм. Ихэнхдээ металлын ионууд байдаг. Жишээ нь ийм tsitohromreduktazy зэрэг пируват dehydrogenase isocitrate dehydrogenase (лактат dehydrogenase глутамат dehydrogenase, гэх мэт. D.) элэгний олон фермент фермент,,,, мөн багтана.

б) oxidases. ферментийн хэд хэдэн урвал бүтээгдэхүүн ус, устөрөгчийн хэт исэл байж болно, тэгснээр устөрөгч нь хүчилтөрөгчийн нэмэлт, (H ₂ 0, H ₂ 0 _{2) хурдасгахад.} ферментийн жишээ оксидаз, tyrosinase цитохром.

в) пероксидазын, каталазын - ус, хүчилтөрөгч нь задрал H ₂ O ₂ хурдасгахад фермент.

г) oxygenase. Эдгээр biocatalysts субстратын хүчилтөрөгчийн хавсралт хурдасгах. Dofamingidroksilaza - Ийм ферментийн нэг тод жишээ.

2. Трансферазууд.

энэ бүлгийн Зорилт фермент хүлээн авагч руу хандивлагч бодисын бодисын-аас радикалуудын шилжүүлэх юм.

а) methyltransferase. ДНХ-ийн methyltransferase - үйл явцыг хянах гол фермент ДНХ-ийн хуулбар байдаг. Метилжилтийн нуклеотидийн нуклейн хүчлийн ажлын зохицуулалтад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.

б) acyltransferase. Энэ дэд бүлгийн нь фермент өөр acyl бүлгийн нэг молекул нь тээвэрлэж байна. Жишээ нь acyltransferases: Lecithin-холестерин acyltransferase (холестерол нь өөхний хүчил нь функциональ бүлэг хүргэдэг), lizofosfatidilholinatsiltransferaza (acyl бүлэг lysophosphatidylcholine шилжүүлсэн байна).

в) aminotransferases - амин хүчлийн хөрвүүлэлтийн оролцдог фермент. фермент аланинтай aminotransferase нь амин бүлэг шилжүүлэх замаар пируват болон глутамат-аас аланинтай нийлэгжилтийг catalyzes жишээ.

г) фосфотрансферазег. Ферментүүд фосфатын бүлгийн энэ дэд бүлгийн нэмэх хурдасгахад. Өөр нэг нэр фосфотрансферазег киназа, илүү их түгээмэл байдаг. Жишээ нь ийм hexokinase болон аспартат, hexose фосфат үлдэгдэл (ихэвчлэн глюкоз) хавсаргасан байгаа тул фермент ба орно aspartic хүчил тус тус.

3. Hydrolases - молекул дахь бондын хагарлыг хурдасгахад ферментийн анги, ус нэмж, дараа нь. Энэ бүлэгт хамаарах бодис - Үндсэн хоол боловсруулах фермент юм.

а) esterases - эфир бонд эвдэх. Жишээ нь - lipases өөх задалж.

б) glycosidases. Энэ цуврал Биохими фермент полимер (oligosaccharides болон полисахарид) -ийн гликозидийн бондын устгах оршино. Жишээ нь: амилаза, sucrase, maltase.

в) peptidase - хүчлүүд амин тулд уургийн задаргааг хурдасгахад фермент. Ийм pepsin, трипсинээр, chymotrypsin, karboiksipeptidaza гэж Peptidase холбоотой фермент.

ё) Amidases - нэгдэн нийлэх amide бонд. Жишээ нь: .. Arginase, уреаза, glutaminase гэх мэт ферментийн amidase олон олддог орнитин мөчлөгийн.

4. Lyases - hydrolases төстэй үйл ажиллагаанд фермент Гэхдээ ус хэрэглэх, молекулууд нь бондын хуваагдлыг байна. Энэ ангийн ферментүүд нь үргэлж бус уураг хэсгийн нэг хэсгийг, тухайлбал, витамин В1, B6 хэлбэрээр байдаг.

а) декарбоксилазын. Эдгээр фермент C-C бондын үүрэг гүйцэтгэдэг. Жишээ нь glutamic хүчил декарбоксилазын эсвэл пируват декарбоксилазын байна.

б) hydratase болон dehydratase - C-O бондын хагарлыг хурдасгахад фермент.

в) amidine-lyases - C-N бонд устгах. Жишээ нь: argininsuktsinatliaza.

г) R-O lyase. Ийм фермент нь ихэвчлэн субстрат материал нь фосфатын бүлэг цав байна. ЖИШЭЭ: adenylyl cyclase.

Тэдний бүтэц дээр суурилсан ферментийн Биохими

Ферментийн бүрийн чадвар хувь хүний зөвхөн түүний салшгүй бүтэц тодорхойлогдоно. Ямар ч фермент - үндсэндээ уураг бөгөөд түүний бүтэц, нугалах зэрэг түүний үйл ажиллагааг тодорхойлоход чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.

biocatalyst бүр идэвхтэй төв, эргээд хэд хэдэн ялгаатай үйл ажиллагааны хэсэгт хуваагддаг байна байлцуулан тодорхойлогддог:

1) Каталитик төв - уураг, фермент нь дагаж мөрдөх субстратын тулд тусгай бүс нутаг. уургийн молекул катализаторын төвийн конформацд хамаарч субстратын түүнчлэн цоожлон нийцсэн байх ёстой нь янз бүрийн хэлбэрээр авч болно. фермент уураг яагаад дээд, эсвэл дөрөвдөгч мужид байдаг ийм нарийн төвөгтэй бүтэц нь тайлбарлаж байна.

2) Шингээлтийг төв - нь "эзэмшигч" гэж болдог. Энд бүх харилцаа холбооны анхны фермент молекул болон субстрат молекулын хооронд явагддаг. Гэсэн хэдий ч, шингээх төв, маш сул болдог, холболт ийн катализаторын урвалын энэ шатанд буцаад байна.

3) Allosteric төвүүд идэвхтэй төвд байрладаг ба ферментийн бүх гадаргуу даяар болно. Тэдний үйл ажиллагаа - ферментийг зохицуулалт. Дүрэм молекулууд дарангуйлагчид болон идэвхжүүлэгчид молекулуудын дамжин явагддаг.

фермент молекул нь заавал идэвхжүүлэгч уураг, түүний үйл ажиллагааг хурдасгах. Дарангуйлагч, эсрэгээр, катализаторын үйл ажиллагааг дарангуйлах, энэ хоёр арга замаар илэрч болно: аль нэг молекул ферментийн (өрсөлдөөнт дарангуйлдаг) идэвхтэй төвийн allosteric төв бүс нутагт холбодог, эсвэл энэ нь уураг (өрсөлдөөнт бус дарангуйлдаг) өөр бүс нутагт хавсаргасан байна. Өрсөлдөөнт дарах нь илүү үр дүнтэй гэж үзэж байна. Бодисын хувьд тийм хаалттай орон зай дараа энзим нь заавал биелүүлэх бөгөөд энэ үйл явц нь дарангуйлагч молекул бараг бүрэн тохиолдлоор тохиолдолд л боломжтой бөгөөд идэвхтэй төв бий.

Ферментийн нь бусад органик болон органик бус бодис мөн амин хүчлийн бүрдэнэ биш, харин. Иймээс тусгаарлагдсан apoenzyme - proteinaceous хэмжээ коэнзим - органик moiety болон cofactor - органик бус хэсэг. Коэнзим ulgevodami, өөх, нуклейн хүчил, амин дэм илэрхийлж болно. Хариуд нь, хамтран хүчин зүйл - нь ихэвчлэн дэмжих металлын ионууд юм. Ферментийн үйл ажиллагаа түүний бүтэц тодорхойлогдоно: нэмэлт бодис, бүрэлдэхүүнд орсон катализаторын шинж өөрчлөх. ферментийн янз бүрийн төрөл - Эдгээр хүчин зүйлс нь цогцолбор бий л хослуулан үр дүн юм.

ферментийн ажлын журам

биологийн идэвхт бодис байнга биед зайлшгүй шаардлагатай биш юм шиг ферментүүд. ферментийн Биохими нь тэд хэт их катализаторийн хор амьд эсийн хувьд байж болох юм. байгууллага нь ямар нэг байдлаар ажлаа зохицуулахад шаардлагатай ферментүүд дээр хор нөлөөг урьдчилан сэргийлэх.

T. хэрэгтэй. Ферментүүд шинж чанартай уураг, тэд хялбархан өндөр температурт устгагдсан байна. денатураци үйл явц нь эргэх, гэхдээ энэ нь бодис ихээхэн нөлөөлж болно.

рН нь мөн зохицуулалт чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Хамгийн их фермент үйл ажиллагаа нь ерөнхийдөө төвийг сахисан, рН (7,0-7,2) дээр ажиглагдаж байна. Мөн зөвхөн хүчиллэг нөхцөлд эсвэл зөвхөн шүлтлэг ажиллах фермент байдаг. Тиймээс үүрэн lysosomes бага рН, hydrolytic ферментийн үед хамгийн их үйл ажиллагаа хэвээр. цитоплазм, байгаль орчин саармаг ойр байдаг нь санамсаргүй холбоо тохиолдолд тэдний үйл ажиллагаа буурна. "Samopoedaniya" -аас Ийм хамгаалалт гидролаза онцлог дээр тулгуурласан байдаг.

Энэ нь ферментийн бүрэлдэхүүнд коэнзимын болон cofactor ач холбогдлын талаар дурьдахад үнэ цэнэтэй юм. амин дэм, металл ионы оролцох зарим нэг тодорхой ферментийн үйл ажиллагааг ихээхэн нөлөөлдөг.

ферментийн нэршил

Биеийн бүх фермент, ангийн ямар ч тэдний хамаарах түүнчлэн тэд хариу үйлдэл аль нь субстрат холбоотой гэж нэрлэдэг. Заримдаа системтэй нэршил нэг нь бус, харин нэрийг нь субстратын хоёр ашигласан байна.

Зарим ферментийн нэрсийн жишээ:

1. Элэгний фермент: лактат degidrogen AZA-глутамат-AZA-degidrogen.
2. Ферментийн бүрэн системтэй нэр: лактат + NAD-AZA -oksidoredukt.

Даршилсан болон ердийн нэр, жагсаалтын дүрэм, журмыг дагаж мөрдөж байна. трипсин, chymotrypsin, pepsin: Жишээ нь хоол боловсруулах фермент юм.

ферментийн нийлэгжилт нь үйл явц

ферментийн үйл ажиллагаа ч гэсэн генетикийн түвшинд тодорхойлно. . Уураг, түүний синтез хуулбар болон орчуулгын үйл явцын талаар яг адилхан юм - молекул болон том байдаг учраас.

дараах байдлаар синтез фермент тохиолддог. Эхлээд, ДНХ-ийн мРНХ-ийг бий хүссэн ферментийн тухай мэдээллийг уншина уу. Messenger РНХ ферментийн нэг хэсэг нь бүх амин хүчлийг кодлодог. ферментийн зохицуулалт ч бас урвалын бүтээгдэхүүний хангалттай генийн хуулбар зогссон үйлст бол, ДНХ-ийн түвшинд илэрч болох ба эсрэгээр, бүтээгдэхүүнд шаардлагатай байгаа бол, энэ нь хуулбар үйл явцыг идэвхжүүлнэ.

өргөн нэвтрүүлгийн - мРНХ цитоплазм, дараагийн шатанд гарсан нэг удаа. ribosomes-нд эндоплазмын тор нь пептидийн холбоогоор холбогдсон амин хүчлийн бүрдсэн үндсэн гинжин нийлэгждэг. Гэсэн хэдий ч, анхдагч бүтэц дэх уургийн молекул бас түүний ферментийн үйл ажиллагааг хийж чадахгүй.

фермент үйл ажиллагаа уураг байгууламж хамаарна. Ижил EPS уураг, мушгих, улмаар анхны дунд, дараа нь гуравдагч бүтцийг бүрдүүлэх тохиолддог. Зарим ферментийн синтез энэ үе шатанд зогссон байгаа ч катализаторын үйл ажиллагааг сайжруулах нь ихэвчлэн шаардлагатай хавсралт болон cofactor коэнзим юм.

сахар, нуклейн хүчил, өөх тос, витамин: эндоплазмын тор зарим нутагт ферментийг органик бүрэлдэхүүн хавсаргасан ирдэг. Зарим фермент коэнзимын байлцуулан ч ажиллаж чадахгүй байна.

Cofactor үүсэх маш чухал үүрэг гүйцэтгэдэг уураг дөрөвдөгч бүтэц. ферментийн үйл ажиллагааны зарим тохиолдолд л уураг домэйн байгууллага байдаг. Тиймээс энэ нь олон уураг globules хооронд нь холбосон холбоос металл ион нь тэдний оролцох дөрөвдөгч бүтэц нь маш чухал юм.

ферментийн олон хэлбэр

Энэ нь нэг урвал хурдасгахад боловч зарим талаараа өөр хоорондоо ялгаатай хэд хэдэн ферментийн оролцох шаардлагатай үед тохиолдол байдаг. Жишээ нь, фермент 20 градус ажиллах болно, гэхдээ 0 градус, тэр үүргээ гүйцэтгэх боломжтой байх болно. Ийм нөхцөлд, бага температурт амьд биед юу хийх вэ?

Энэ асуудал нь амархан адил урвалыг хурдасгах хэд хэдэн ферментийн оролцоотойгоор шийдвэрлэж, харин ажлын янз бүрийн нөхцөлд байна. ферментийн олон хэлбэр нь хоёр төрөл байдаг:

1. Isoenzymes. Ийм уургууд нь өөр өөр ген өөр кодлогдсон байдаг, тэдгээр нь өөр өөр амин хүчлийн бүрдсэн боловч ижил урвалыг хурдасгах байна.
2. Үнэн олон хэлбэр. Эдгээр нь уураг нэг ген нь ойлгоцтой, гэхдээ ribosomes өөрчлөлт пептид дээр тохиолддог байна. гаралт дээр нэг ферментийн хэд хэдэн хэлбэр бий.

Үүний үр дүнд анх удаа төрлийн олон хэлбэр, генетикийн түвшинд бий болсон хоёр дахь үед - дараах translational байна.

фермент Утга

анагаах ухаанд ферментийн ашиглах нь бодис нь зөв хэмжээгээр аль хэдийн байгаа нэг хэсэг болгон, шинэ эм асуудалд бууж ирдэг. Эрдэмтэд одоогоор биеийн фермент алга нийлэгжилтийг өдөөдөг арга замыг олж чадаагүй байна, харин одоо өргөн нь тэдний сул тал хугацаанд хүртэл хийж болно мансууруулах бодис тархсан байна.

нэг эсийн төрөл бүрийн фермент амьдралын засвар үйлчилгээ холбоотой урвал тооны хурдасгахад байна. трансляцид орж эхлэдэг ба exonuclease: Эдгээр төлөөлөгчдийн нэг nucleases бүлэг enizmov байна. Тэдний ажил нь нүдэнд нуклейн хүчил, гэмтсэн ДНХ болон РНХ-ийн зайлуулах тогтмол түвшинд байлгах явдал юм.

цусны нөжрөлийн үзэгдлийн тухай мартаж болохгүй. хамгаалах үр дүнтэй арга хэмжээ хувьд үйл явц нь ферментийн хэд хэдэн хянагддаг. тэдний дунд тэргүүн тромбины, идэвхтэй фибрины руу идэвхгүй уураг Фибриноген хувиргадаг байна. Түүний утас, улмаар их хэмжээний цус алдах, урьдчилан сэргийлэх, судасны гэмтэл сайтад occludes сүлжээний төрлийн бий болгож байна.

Ферментүүд нь олон Сүү, сүүн бүтээгдэхүүний дарс арга, шар айраг исгэх, үйлдвэрлэлд ашиглаж байна. цусан дахь сахар талхны нь архи хэрэглэж болно хувьд хэдий ч, энэ үйл явцын амжилттай үүссэн тэдний хангалттай задалдаг.

Сонирхолтой баримтууд нь талаар та мэдэхгүй байсан

- 5000 Да 1,000,000 - биеийн ферментийн мэдээлэл асар их масстай байна. Энэ нь молекул дахь уургийн дэргэд холбоотой юм. Харьцуулбал, глюкозын молекул жин - 180 Тийм ээ, нүүрстөрөгчийн давхар исэл - 44 нийт Тийм.

- Одоогийн байдлаар янз бүрийн организмын эсийн олж болно 2000 гаруй фермент нээсэн. Гэсэн хэдий ч, эдгээр бодисын ихэнх нь одоо ч бүрэн ойлгож байна.

- Ферментийн үйл ажиллагаа үр дүнтэй угаах нунтаг авахад хэрэглэгддэг. Энд фермент биед адил үүрэг гүйцэтгэх нь тэд органик нурааж, мөн энэ нь үл хөдлөх хөрөнгийн байлдааны цэгт тусална. Энэ нь өөрөөр нь денатураци үйл явцын явж болно, 50 градус-ээс дээш температурт ийм бодис хэрэглэхийг зөвлөж байна.

- статистик мэдээгээр, ард түмний 20% нь ферментийн аливаа дутагдлаас болж дэлхий даяар ажиглагддаг.

- нь удаан хугацааны туршид мэдэгдэж ферментийн шинж тухай, харин 1897 онд хүмүүс мөөгөнцрийн биш гэж ойлгож, тэдний эс-аас ханд архи, согтууруулах ундаа руу элсэн чихэр исгэж ашиглаж болно.