Ферменттер және аминқышқылдар

 Ферменттер – жасушаларды синтезделіп,биохимиялық реакцияларға қатысатын ақуыздық табиғаттағы биокатализатор.                                                                                                                             Ферменттерді және олар катализдейтін реакцияларды зерттейтін биохимия бөлімі энзимология деп аталады. ХІХ ғасырдың ортасында кейбір фермент препараттары (уыттан - амилаза, қарын сөлінен пепсин, т.б.) бөлініп алынды. Ең алғаш таза ферментті 1926 ж. жас биохимик Дж.Самнер кристалл түрінде алды. Зерттеліп табылған ферменттердің саны 6000-ға жуық. Олардың бәрі де белокты заттар. Ферменттердің бәрі де үлкен молекулалы қосылыстар, олардың молекулалық массасы 10мыңнан 1млн-ға жетеді.                                                                                                                     Ферменттің құрылысы                                                                                                                                                                      Ферменттер екі бөліктен тұрады:субстраттан және әсер етуші белсенді бөліктен тұрады. Химиялық құрылысы бойынша ферменттер протеин (жай белоктар) және протеид (күрделі белоктар) болып бөлінеді. Фермент-протеиндердің активтілігі сол белоктың құрылымына байланысты. Фермент-протеидтердің активті­лігі белоксыз табиғаттағы топ — кофакторға тығыз байланысты. Күрделі құрылыстағы ферментті — фермент-протеид, қос компонентті немесе холофермент, ал оның белоктық бөлігін белоктық компонент, немесе феррон (алып жүруші), немесе апофермент және қосымша топты простетикалық топ, немесе агон (активті топ), немесе кофермент (кофактор) деп атайды. Простетикалық топтың ерекшелігі ол апоферментпен мықты байланысады және ажыратылмайды. Мысалы, цитохром С-дағы гемдік топ белокпен ковалентті байланысқан, кофермент апоферменттен жеңіл бөлінеді, бірнеше ферментке қызмет ете алады және өз бетінше де өмір сүре алады. Ол коваленттік байланысқан болады. Простетикалық топтарға және коферментке витаминдердің туындылары, нуклеотидтер және олардың туындылары, кейбір моносахаридтер­дің фосфорлық эфирлері, тетрапирролдар мен металл құрамды порфириндер, глутатион (пептидтер) жатқызылады.                                                                                                                              Кофактор (кофермент) апоферменттің каталиттік активті конформа­циясы­ның (ү.р.қ. немесе т.р.қ.) тұрақты қалыптасуын камтамассыз етеді. Активті орталықтың құрамына кіріп, катализге тікелей қатысады, апо­ферменттің әсер ету ерекшелігіне ықпал етеді. Апофермент ферменттің өзіне тән субстраттық ерекшелігі мен жоғары каталиттік активтілігін қамтамассыз етеді. Сондықтан апофермент пен кофермент байланыспа­ған болса фермент өзінің каталиттік қызметін атқара алмайды.                                                                                                                                                                           Ферментте каталиттік қызметті кофермент атқарады. Оның әсері белоктық полипептидтік фрагменттің қатысуынсыз жүрмейді.                                                                                                                           Кофермент биохимиялық реакцияларда келесі қызмет атқарады:                                                                 1.Күрделі фермент құрамында субстраттың катализдік өңделіп өзгеруіне қатысады, бұл кезде кофермент оның активті ортасында енеді;                                                                                                                    2. Бір субстраттан екінші субстратқа(не басқа ферментке) электрондарды,протондарды немесе химиялық топтарды тасымалдайды.                                                                                                            Ферменттердің классификациясы                                                                                                                     Оксиредуктаза - электрондардың тасымалын катализдейді, тотығу-тотықсыздану реакциялары. Мысалы, каталаза ферменті.                                                                                                                                   Трансфераза - функционалды топтардың және молекулалық қалдықтардың бір қосылыстан екінші қосылысқа тасымалдайды. Мысалы, фосфотрансфераза, аминотрансфераза.                                          Гидролаза - гидролитикалық ыдырау реакция жылдамдығын жылдамтады. Мысалы, пепсин, мальтаза т.б.                                                                                                                                                                    Лиазалар – молекулалар арасындағы химиялық байланыстарды гидролиз реакциясыз катализдейді,бір өнімнің ішінде қос байланысты түзеді. Субстратты ыдыратады және жаңа өнімді синтездейді.                                                                                                                                                               Изомеразалар – бір субстрат молекуласының құрылымдық немесе кеңістіктік өзгерістерді катализдейді, изомерлі формалар түзіледі.                                                                                                       Лигазалар – синтез раекцияларын жылдамдатады, энергияңа бай байланыстарды ыдыратады. Ферменттер құрылыс бойынша: біркомпонентті және екікомпонентті бөліп бөлінеді. Біркомпонентті фермент тек нәруыздан құралады, ал екікомпонентті фермент нәруызды және нәруызды емес бөліктер кіреді. Нәруызды бөлікті апофермент деп атайды, ал нәруызды емес бөлікті кофермент деп атайды. Коферменттердің рөлін: В1,В2,В5,В6 және т.б. витаминдер ойнай алады.                                                                                                                                                                          Катализдеу реакциясының түрі бойынша ферменттер 6 топқа жіктеледі : оксидоредуктаза, гидролаза, трансфераза, лиаза, изомераза, лигаза                                                                                Оксидоредуктаза – ферменттер реакцияны катализдейді, онда субстрат атомдарды қабылдайды немесе береді, Н және Оатомдарын немесе электрондарды бір заттан екінші затқа тасымалдайды.(дегидрогеназа, оксидаза .)                                                                                                           Гидролаза –Гидролиз реакцияларына қатысады ,реакция нәтижесінде бір субстраттан екі өнім пайда болады .Мысалы :липаза, пептидаза, амилаза.Гидролитикалық ферменттер суға қосады.    Трансфераза – … топты алмастыратын фермент .белгілі бір атомның топтарын тасымалдайды: фосфат тобы, амин тобы,метил топтарын. Мысалы мына ферменттер : трансаминаза, киназа .                 Лиаза - субстраттан атом топтарын тартып алу немесе қосып алу. Мысалы: декарбоксилаза,фумараза,альдола                                                                                                                    Изомераза - Молекула ішінде өзгерістер жасайды.Олар :изомераза, мутаза.                                                Лигаза – Екі молекуланың бірігіуін катализдейтін фермент .Екі молекуланы қосып алады, нәтижесінде жаңа байланыс пайда болады .Мысалы : фосфатаза.                                                    Ферменттерді бөліп алу.Ұлпаларда ферменттер өте аз мөлшерде кездеседі. Ферменттерді бөліп алу үшін әртүрлі әдістерді қолданады. Көптеген ферменттерді адам мен жануарлардың асқорыту сөлдерінен алады (ол ферменттердің концентратты сулы ерттіндісі). Ұлпаларды суықта ыдырату (ұсақтау, кварц, құмдарымен үйкелеу, гомогендеу) арқылы экстракциялап (спирт, тұзды ерітінді және т.б.) ферменттерді бөледі. Адсорбция (Данилевский) тәсілі, ионалмасу хроматографиясы, центрифугалау, электрофорез әдістерін кең қолданады.                                                                                                   Ферменттердің практикалық маңызы                                                                                                                                  • Бактериалдық ашу                                                                                                                                                     Физиологиялық реттегіш                                                                                                                                             Катализ Жасушалық метаболизм                                                                                                                            Макромолекулалар                                                                                                                                                 Генетикалық аппарат                                                                                                                                               Тамақтану                                                                                                                                                                         Мембраналар ультрақұрылысы                                                                                                                        Коферменттер                                                                                                                                                     Фармокология                                                                                                                                                              Биосинтез                                                                                                                                                                    Реакциялар кинетикасы                                                                                                                                                  Энергия айналуы                                                                                                                                                    Биохимиялық эволюция                                                                                                                                                     Тума зат алмасу бұзылуы                                                                                                                                                      Тұңғыш рет 1910 жылы А.Гэррод зат алмасу ферменттермен және тұқым қуалайтын аурулардың арасындағы байланысты анықтады.                                                                                                             Медицинада ферменттер емдеу мақсатында қолданылады: амилазалар. асқазан, ішек-қарын ауруларын емдеуде; протеазалар- іріңдеген жараны емдеуде; стрептокиназа-тромбоздар емдеуіне қолданылады. химотрипсин (гидролаза) iрiңдi жарақаттар, көздiң қасаң қабығының ойылымдары және қатты күйiктердiң емдеуiнде тиiмдi.iрi қараның асқазан асты бездерінен алатын трипсин ферменті трахеиттер және бронхит сияқты тыныс жолдарының iсiп қызару ауруларында қолданады Лидаза гематомалар және тыртықтардың тарауында маңызды. Оның көмегімен жараланған буындардың қозғалғыштығы жақсарады. пепсин ас қорыту аурулары (гастрит) кезінде қолданылады. Ұйқы безі (панкреатин) ферментi ас қорытудың жақсарту мақсатымен бауырдың әр түрлi ауруларында қолданады. Микроорганиздермен ашу процессі практикада тамақ, алкогольді сусындар өндірісінде немесе консервілеу кезінде қолданылады. Барлық ашу процестері пируваттың түзілуімен анаэробты ортада өтеді. Амилазалар нан, сыра өндірсінде крахмалды ыдырату кезінде; Протеазалар: пепсин дайын ботқалар, трипсин балалар тағамдарының, бактериалды протеазалар ақуызды гидролизаттар дайындауда; Глюкозооксидаза глюкозаны немесе оттегіні бөліп шығару кезінде; Каталаза сутегі пероксидін кетіру үшін; Целлюлаза мен пектиназа жемістер шырындарын тазарту үшін қолданылады.Текстильде:амилазалар жіптердегі крахмалды кетіру, протеазалар қой терісі бөліктерінен жүнді бөліп алу үшін .Былғары өнерәсібінде: жүн мен теріні зақымдамай жүнді бөліп алу (бактериалды протетазалар).Резина дайныдау: латексті губкалы резинаға алмасуына қажетті оттегіні (сутегі проксидінен) алу үшін каталазалар қолданылады. Фотография жасауда фицин ферменті қолданылған пленкадан желатинді кетіріп, күмісті бөліп алу ушін керек.Ферменттік компоненттері бар жуу ұнтақтарын жасауда бактериалды протеазалар пайдаланылады