Ферменты

Ферменты – биологические катализаторы. Значение ферментов. урок. Биология 10 Класс

Ферменты

Ферменты – это белковые молекулы, которые синтезируются живыми клетками. В каждой клетке насчитывается более сотни различных ферментов. Роль ферментов в клетке колоссальна. С их помощью химические реакции идут с высокой скоростью, при температуре, подходящей для данного организма.

То есть ферменты – это биологические катализаторы, которые облегчают протекание химической реакции и за счет этого увеличивают её скорость. Как катализаторы они не изменяют направление реакции и не расходуются в процессе реакции.

Ферментыбиокатализаторы – вещества, увеличивающие скорость химических реакций.

Без ферментов все реакции в живых организмах протекали бы очень медленно и не могли бы поддерживать его жизнеспособность.

Наглядный пример работы ферментов – сладковатый вкус во рту, который появляется при пережевывании продуктов, содержащих крахмал (например, риса или картофеля).

Появление сладкого вкуса связано с работой фермента амилазы, которая присутствует в слюне и расщепляет крахмал (рис. 1).

Крахмал является полисахаридом, и сам по себе безвкусный, но продукты расщепления крахмала (моносахариды) с меньшей молекулярной массой (декстрины, мальтоза, глюкоза) сладкие на вкус.

Рис. 1. Механизм действия амилазы

Все ферменты – глобулярные белки с третичной или четвертичной структурой. Ферменты могут быть простыми, состоящими только из белка, и сложными.

Сложные ферменты состоят из белковой и небелковой части (белковая часть – апофермент, а добавочная небелковая – кофермент). В качестве кофермента могут выступать витамины – E, K, B групп (рис. 2).

Рис. 2. Классификация ферментов по их составу

Фермент взаимодействует с субстратом, не всей молекулой, а отдельной её частью – т. н. активным центром.

Фермент взаимодействует с субстратом и образует короткоживущий фермент-субстратный комплекс. По завершении реакции, фермент-субстратный комплекс распадается на продукты и фермент. Фермент в итоге не изменяется: по окончании реакции он остается таким же, каким был до неё, и может теперь взаимодействовать с новой молекулой субстрата (рис. 3).

Рис. 3. Механизм взаимодействия фермента и субстрата

На рисунке 3 представлен механизм работы фермента, в частности, образования пептидной связи между молекулами аминокислот. Две аминокислоты взаимодействуют между собой в активном центре фермента, между ними образуется пептидная связь. Новое вещество (дипептид) покидает активный центр фермента, поскольку оно по своей структуре не соответствует этому центру.

Особенностью ферментов является то, что они обладают высокой специфичностью, т. е. могут ускорять только одну реакцию или реакции одного типа.

В 1890 году Э. Г. Фишер предположил, что эта специфичность обусловлена особой формой молекулы фермента, которая точно соответствует форме молекулы субстрата.

Эта гипотеза получила название «ключа и замка», где ключ сравнивается с субстратом, а замок – с ферментом. Гипотеза гласит: субстрат подходит к ферменту, как ключ подходит к замку.

Избирательность действия фермента связана со строением его активного центра (рис. 4).

Рис. 4. Гипотеза взаимодействия фермента и субстрата по принципу ключ-замок Э. Г. Фишера

В первую очередь, на активность фермента влияет температура. С повышением температуры скорость химической реакции возрастает. Увеличивается скорость молекул, у них появляется больше шансов столкнуться друг с другом. Следовательно, увеличивается вероятность того, что реакция между ними произойдет. Температура, обеспечивающая наибольшую активность фермента – оптимальная.

За пределами оптимальной температуры скорость реакции снижается вследствие денатурации белков. Когда температура снижается, скорость химической реакции тоже падает. В тот момент, когда температура достигает точки замерзания, фермент инактивируется, но при этом не денатурирует (см. видео).

В наше время для длительного хранения продуктов широко используют способ быстрого замораживания. Оно останавливает рост и развитие микроорганизмов, а также инактивирует ферменты, находящиеся внутри микроорганизмов, и предотвращает разложение продуктов питания.

Кроме этого, активность ферментов зависит ещё от pH среды (кислотности – то есть показателя концентрации ионов водорода).

В большинстве случаев, ферменты работают при нейтральном pH, т. е. при pH около 7. Но существуют ферменты, которые работают либо в кислой и сильнокислой, либо в щелочной и сильнощелочной среде.

Например, один из таких ферментов – пепсин, он находится у нас с вами в желудке, работает в сильнокислой среде и расщепляет белки.

Поскольку в желудке среда достаточно кислая, 1,5 – 2 pH, то этот фермент работает при сильнокислой среде.

Ферменты подвержены действию активаторов и ингибиторов. Некоторые ионы, например, ионы металлов Mg, Mn, Zn активируют ферменты. Другие же ионы (к ним относятся ионы тяжелых металлов, а именно Hg, Pb, Cd), наоборот, подавляют активность ферментов, денатурируют их белки.

В 1961 году была предложена систематическая классификация ферментов на 6 групп. Но названия ферментов оказались очень длинными и трудными в произношении, поэтому ферменты принято сейчас именовать с помощью рабочих названий. Рабочее название состоит из названия субстрата, на который действует фермент, и окончания «аза» (рис. 5).

Например, если вещество — лактоза, то есть молочный сахар, то лактаза – это фермент который его преобразует. Если сахароза (обыкновенный сахар), то фермент, который его расщепляет, – сахараза.

Соответственно, ферменты, которые расщепляют протеины, носят название протеиназы.

Ферменты применяются практически во всех областях человеческой деятельности, и такое широкое применение, в первую очередь, связано с тем, что они сохраняют свои уникальные свойства вне живых клеток.

Ферменты групп амилаз, протеаз и липаз применяются в медицине. Они расщепляют крахмал, белки и жиры. Все эти ферменты, как правило, входят в состав комбинированных препаратов, таких как фестал и панзинорм, и используются, в первую очередь, для лечения заболеваний желудочно-кишечного тракта (рис. 6).

Ферменты применяют для растворения тромбов в кровеносных сосудах, при лечении гнойных ран.

Особое место занимает энзимотерапия при лечении онкологических заболеваний.

Такие ферменты как амилаза расщепляют крахмал и поэтому широко используются в пищевой промышленности. В пищевой промышленности используется протеиназа, расщепляющая белки, и липазы, расщепляющие жиры. Ферменты амилазы используются в хлебопечении, виноделии и пивоварении (см. видео).

Протеазы используются для смягчения мяса и при изготовлении готовых каш.

Липазы используются в производстве сыра.

Ферменты широко используются в косметической промышленности, входят в состав кремов, некоторые ферменты входят в состав стиральных порошков.

Энзимопатология

Энзимопатология – область энзимологии, которая изучает связь между болезнью и недостаточным синтезом, или отсутствием синтеза какого-либо фермента.

Например, причиной наследственного заболевания – фенилкетонурии, которое сопровождается расстройством психической деятельности, является потеря клетками печени способности синтезировать фермент, катализирующий превращение фенилаланина в тирозин.

В результате в организме накапливаются токсические вещества. Новорожденный ребенок выглядит здоровым, а первые симптомы фенилкетонурии проявляются в возрасте от двух до шести месяцев. Это выраженная вялость, отсутствие интереса к окружающему миру, повышенная раздражительность, а также беспокойство и рвота.

Во втором полугодии жизни у ребенка выражено отставание в психическом развитии. Менее чем в 10% случаев – это слабая степень олигофрении, а у 60% развивается идиотия.

При своевременной диагностике патологических изменений можно избежать, если с момента рождения до наступления полового созревания ограничить поступление фенилаланина с пищей.

Стиральные порошки с ферментами

На этом уроке мы с вами выяснили, что ферменты используются в различных областях человеческой деятельности.

Они широко используются в пищевой промышленности, в медицине, в косметике и бытовой химии.

Например, в стиральные порошки добавляют амилазу, которая расщепляет крахмал, протеазы, расщепляющие белки или белковые загрязнения, и липазы, очищающие ткани от жира и масла.

Как правило, в состав стирального порошка входит комбинация этих ферментов, то есть ферментные препараты усиливают действие друг друга.

Сегодня наиболее изученными ферментами являются протеазы и амилазы. Липазы не всегда стабильны по качеству. Их разработкой занимаются только 10 лет, а амилаза и протеаза существуют на рынке уже более полувека.

Сегодня эти две категории ферментов очень хорошо изучены и дают прекрасные результаты, чего пока что нельзя сказать о липазах.

Липазы полностью справляются с загрязнениями только после двух-трех стирок, а протеазы и амилазы – за одну.

Ученые подсчитали, что добавление ферментов в стиральные порошки на 30-35% увеличивает моющую способность данного порошка.

Ферменты были открыты при изучении процессов брожения. Представления о том, что химические процессы внутри живых организмов протекают под действием каких-то особенных веществ, возникло более 200 лет назад. В XIX века Луи Пастер (рис.

7) доказал, что сбраживание дрожжами сахара в спирт катализируется веществами белковой природы. Пастер ошибочно считал, что ферменты неотделимы от живых клеток.

Другой ученый, Эдуард Бухнер, доказал, что в водных экстрактах живых клеток находится набор ферментов, катализирующих превращение сахара в спирт. Именно его открытие дало начало новой науке – энзимологии.

Успехи энзимологии во второй половине XX века привели к тому, что в настоящее время выделено и очищено более 2000 ферментов, которые используются в различных отраслях человеческой деятельности.

Домашнее задание

1. Что такое фермент?

2. Как ферменты работают?

3. Как ферменты получают имена? Назовите известные вам группы ферментов.

4. Назовите ученых, которые внесли особый вклад в дело изучения ферментов.

5. К какому уровню организации можно отнести ферментативный катализ?

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

1. Интернет-портал Biochemistry.ru (Источник).

2. Биология (Источник).

3. Интернет-портал Chem.msu.su (Источник).

4. (Источник).

5. Вкус жизни (Источник).

Список литературы

1. Каменский А. А., Криксунов Е. А., Пасечник В. В. Общая биология 10-11 класс Дрофа, 2005.

2. Биология. 10 класс. Общая биология. Базовый уровень / П. В. Ижевский, О. А. Корнилова, Т. Е. Лощилина и др. – 2-е изд., переработанное. – Вентана-Граф, 2010. – 224 стр.

3. Беляев Д. К. Биология 10-11 класс. Общая биология. Базовый уровень. – 11-е изд., стереотип. – М.: Просвещение, 2012. – 304 с.

4. Биология 11 класс. Общая биология. Профильный уровень / В. Б. Захаров, С. Г. Мамонтов, Н. И. Сонин и др. – 5-е изд., стереотип. – Дрофа, 2010. – 388 с.

5. Агафонова И. Б., Захарова Е. Т., Сивоглазов В. И. Биология 10-11 класс. Общая биология. Базовый уровень. – 6-е изд., доп. – Дрофа, 2010. – 384 с.

Источник: https://interneturok.ru/lesson/biology/10-klass/bosnovy-citologii-b/fermenty-biologicheskie-katalizatory-znachenie-fermentov

Что такое ферменты | Академия здоровья Ольги Бутаковой

Ферменты

Ферменты (энзимы) — специфические белки, играющие роль катализаторов, то есть веществ, изменяющих скорость химических процессов, протекающих в организмах.

Фермент необычайно резко изменяет (обычно в сторону увеличения) скорость химических превращений в процессе обмена веществ, способствуя не только расщеплению, распаду, но и воссозданию, синтезу более сложных веществ в организме из продуктов распада, причем один и тот же фермент может осуществлять и распад, и синтез одних и тех же веществ (обратимость химических превращений).

Роль ферментов в организме

Ферменты играют важнейшую роль в регуляции химических превращений обмена веществ. Ферменты обнаружены у всех живых существ, начиная от самых примитивных микроорганизмов. Получено около 600 ферментов.

Ферменты являются специфическими катализаторами, ускоряющими лишь определенные реакции, действуя избирательно только на вполне определенные вещества. Специфичность ферментов может быть абсолютной или же групповой. Фермент, обладающий абсолютной специфичностью, может ускорять только одну реакцию, действуя на одно вещество или на определенную группу химических веществ.

Активность ферментов в живой клетке в широких пределах регулируется также субстратами и продуктами реакции: субстрат способствует появлению активности соответствующего фермента, а продукты реакции подавляют ее. Так, например, активность ферментов, участвующих в расщеплении углеводов, повышается в присутствии углеводов и понижается по мере нарастания продуктов их расщепления.

Активность ферментов зависит также от поступления в организм витаминов, поскольку многие витамины входят в состав коферментов (веществ, составляющих с молекулой белка ферменты).

Гормоны также связаны с различными ферментами. Так, например, гормон инсулин регулирует активность фермента гексокиназы, участвующего в сложных превращениях сахаров. Некоторые так называемые стероидные гормоны участвуют в ферментативных реакциях окисления.

Как накапливаются внутренние шлаки?

Человек состоит из примерно 50 триллионов клеток, что намного превышает число звезд в нашей галактике! Миллиарды клеток ежедневно умирают, образуя ядовитые продукты распада, которые следует немедленно удалять из организма. Часто организм самостоятельно не справляется с этим из-за нехватки энергии и просто-напросто отравляется продуктами распада. Это один из путей накопления шлаков и ядов.

Второй путь синтетические продукты питания, подвергнутые интенсивной кулинарной обработке, плюс лекарства, плюс разного рода консерванты, красители, отбеливатели, рыхлители, химизация от агротехники, воздуха и воды.

Организм старается растворить эти ядовитые вещества и скорее вывести из важных органов, а для этого собирает и задерживает в организме воду. В результате тело становится рыхлым, одутловатым.

Проблему усугубляют хронические запоры, вследствие которых организм вынужден питаться своей собственной дрянью.

Вот только некоторые признаки внутреннего загрязнения отравления: избыточный вес, чувство усталости , метеоризм, головные боли, раздражительность, изжога, тошнота, депрессия, боли, плохая память и ослабленное внимание, бессонница, нарушения менструального цикла, нечистая кожа, плохой аппетит, налет на языке, запах изо рта, темные крути под глазами (первые признаки ацидоза кислотного отравления), повышенное артериальное давление.

Что же борется в организме с этими проблемами и каким образом? Думаете, ген ожирения? Все гораздо проще, куда проще и, главное, куда доступнее нам, болящим.

Уже давным-давно известно, что витамины, минеральные соли, углеводы и белки сами по себе мало что значат. Лишь ферменты способны управлять сложнейшими процессами разрушения и сотворения новых веществ в организме.

Ферменты, или энзимы, представляют собой основу существования любого организма, осуществляя обмен веществ.

Именно ферменты заботятся об удалении погибших клеток, шлаков, ядов. Это вездесущие катализаторы всех жизненных процессов. А если их не хватает или они малоактивны, в теле начинают накапливаться отходы, увеличивается вес. Причем тут бедный ген? По мнению ученых, в организме человека около 3000 разных ферментов.

Только в печени их более 50, и срабатывают они один миллион раз в секунду. В течение одной минуты один и тот же фермент способен принять участие в 36 миллионах биохимических реакций.

Вы представляете, что творится в организме, когда эта космическая скорость ферментов работает или вразнобой, или недостаточно? Это трудно представить, только диагнозы медиков наводят нас на эти размышления.

Каждая клетка вырабатывает необходимые ей ферменты, но возможности клеток и запасы ферментов в организме небезграничны.

Основным поставщиком ферментов извне является «живая» пища из сада, огорода, океана. Такая пища несет в себе те ферменты, которые необходимы для ее качественного усвоения организмом. Чем больше мы съедаем натуральной сырой пищи, тем больше мы облегчаем работу клеток тела по производству своих ферментов, то есть экономим энергию клеток.

Но если мы употребляем вареную, жареную пищу, мы убиваем в ней живые ферменты (они гибнут при температуре более 50 градусов) и заставляем свои клетки усиленно вырабатывать эти ферменты. Мы перегружаем свои клетки: в таких условиях они быстрее стареют и умирают.

Кроме того, мы таким образом отвлекаем ферменты от важнейшей работы по управлению сложнейшими биологическими процессами на элементарное переваривание не свойственной человеку пищи.

Если большая часть ферментов отвлекается на нужды пищеварения, организм не в состоянии обеспечивать энергией мозг, сердце, почки, печень, легкие, мышцы, иммунную систему, а также другие органы и ткани.

Есть такое выражение — пищевой лейкоцитоз, — когда после приема пищи увеличивается число белых клеток крови — лейкоцитов. Число лейкоцитов увеличивается тогда, когда организму надо освободиться от чужеродных белков и других вредных веществ.

Так вот: ученые-натуропаты заметили, что число лейкоцитов растет только после приема вареной и жареной пищи; после приема натуральной, необработанной пищи их число существенно не возрастает.

Лейкоцитоз — это борьба с болезнью, значит, термическая обработка пищи — хроническое заболевание землян!

В организме человека очень мало ферментов в крови для расщепления крахмалов. Но мы-то больше всего как раз и употребляем эти крахмалы, причем в архиконцентрированной форме. Такой рацион ведет к нарушению функций гипофиза и щитовидной железы.

Поджелудочная железа при таком питании совершает работу выше своих возможностей в режиме стрессового перенапряжения по выработке собственных ферментов сверх нормы, что быстро приводит к увеличению ее со всеми последствиями последующего истощения.

Увеличиваются и зоб, и печень, и почки, и селезенка.

К старости люди все меньше едят животных продуктов. Если сравнить состав крови молодых и старых, то практически нет большой разницы в содержании витаминов, солей и т. д. Но вот ферментов у стариков в 100 раз меньше, чем у молодых.

Воистину стоит сказать: «Мы это не то, что мы едим, а то, что способен переварить и усвоить наш организм!»

Ферменты, которые не успевают разрушиться в процессе пищеварения, попадают в кровоток и помогают собственным ферментам в организме. Они обнаруживаются в печени, селезенке, почках, сердце, легких, 12-перстной кишке и в моче.

Стоит больше употреблять природных ферментов во время болезни и после нее, в период интенсивных нагрузок разного характера!

Виды ферментов

Все ферменты разделяются на три основных группы: амилаза, липаза и протеаза.

Фермент амилаза необходим для переработки углеводов. Под воздействием амилазы углеводы разрушаются и легко всасываются в кровь. Амилаза присутствует как в слюне, так и в кишечнике. Амилаза тоже бывает разной. Для каждого вида сахаров существует собственный вид этого фермента.

Липаза – это ферменты, которые присутствуют в желудочном соке и вырабатываются поджелудочной железой. Липаза является ферментом, расщепляющим жиры. Очень много липазы в плодах авокадо.

Богаты ферментами фруктовые и овощные соки, натуральные йогурты, квашеная капуста и другие квашеные овощи и травы.

Протеаза – это группа ферментов, которые присутствуют в желудочном соке и тоже вырабатываются поджелудочной железой. Кроме этого, протеаза присутствует и в кишечнике. Протеаза необходима для расщепления белков.

Большинство врачей, никогда не изучавших гигиену питания, станут уверять вас, будто все равно, в каких сочетаниях следует есть те или иные продукты.

«Чепуха, — говорят они, — ваш желудок способен справиться с любой пищей и в любых сочетаниях. Человек всеяден». Да, наш желудок действительно способен справиться с любым пищевым сочетанием, но какой ценой это дается? Давайте только кратко рассмотрим последствия такого «все-ядения».

  • Правильное сочетание пищевых продуктов освобождает большое количество энергии. Освободившаяся при этом энергия поможет сберечь собственные ферменты.
  • Все вместе требует для переваривания вдвое больше времени по сравнению с отдельными составляющими. А увеличение времени переваривания означает вдвое большие затраты энергии и ферментов (а значит, работу клеток).
  • Сочетание несовместимых пищевых продуктов приводит к ацидозу (окислению) крови. Когда белки пищевых продуктов таких, как мясо, птица, рыба, яйца, молочные продукты сочетаются в одном приеме пищи с углеводами хлеба, риса, картофеля или макаронных изделий (что присутствуют практически всегда), пищеварение нарушается, и значительно возрастает кислотность содержимого желудка. Плохо переваренный белок загнивает, а непереваренный крахмал подвергается брожению. Жиры в таких условиях прогорают.
  • Вам скажут, что нет в природе продуктов, содержащих только белки и только углеводы. Действительно нет. Но все-таки в мясе, рыбе, сыре, молоке белки превышают 20% содержание, а каши, зерна, картофель, сахар содержат 20% и более углеводов. В природе только горох, соя, фасоль, чечевица и арахис содержат примерно равное содержание белков и углеводов. Но вспомните «музыкальные» последствия этой еды, что явно указывает на несовместимость белков и углеводов!
  • Помните, 99,99% советчиков никогда сами лично не пробовали систему раздельного питания испытать на себе. Все из чьих-то уст. Значение рН крови здорового человека колеблется в очень узких пределах: от 7,35 до 7,45.

Ацидоз (смещение рН крови в кислую сторону) является главной причиной большинства заболеваний. Избыток кислоты в организме ведет к восстановлению кислотно-щелочного баланса путем концентрации кислоты в суставах, что приводит к их воспалению, артриту.

Один из первых симптомов ацидоза темные круги под глазами!

Основные причины ацидоза:

  • сочетание несовместимых пищевых продуктов;
  • избыточное потребление животных переваренных белков;
  • избыточное употребление рафинированных углеводов: переваренные овощи (особенно картофель), изделия из очищенной белой муки, сахар;
  • недостаточное количество фруктов и овощей в питании.

Для снижения концентрации кислоты организм специально задерживает воду, что приводит к отекам, набуханию тканей, болям.

Когда кровь становится слишком кислой, организм снижает ее своими щелочными резервами: натрием в печени и в других местах, кальцием, калием, магнием, железом.

Когда железо крови (гемоглобин) используется для нейтрализации кислоты, появляется усталость. Потеря кальция приводит к раздражительности, бессоннице. Вымывание кальция из костей приводит к пародонтозу и к остеопорозу. Уменьшается щелочной резерв тканей — нарушается умственная деятельность.

В кислой среде резко снижается активность большинства ферментов.

Симптомы ацидоза: теряется гибкость суставов и эластичность мышц, появляются боли в пояснице, позвонках, ощущается напряженность шейных и плечевых мышц (чаще с болями), процветает остеопороз и артрит, появляется необоснованная раздражительность, запоры, боли в желудке, тошнота, рвота, боли в груди и т.д.

В кислой среде прекрасно чувствуют себя только раковые клетки (а здоровые гибнут).

Повышают кислотность: мясо, яйца, рыба, пастеризованные булочные продукты, мучные изделия и крупы (кроме гречки и проса), почти все бобовые, арахис и масло из него, алкоголь. Однако все бобовые и целые зерновые после замачивания и проращивания оказывают ощелачивающее действие. Рекомендуется все орехи перед употреблением вымачивать по 30-60 минут.

Замачивание зерна, бобовых, орехов и семян способствует расщеплению жиров до жирных кислот, белков до аминокислот, а углеводов до простых сахаров благодаря действию ферментов.

Отдавайте предпочтение сырым тертым овощам: свекле, моркови, сельдерею, пастернаку, краснокочанной капусте, луку, чесноку. Больше употребляйте натуральных соков овощей. Пейте травяные чаи — это куда полезнее черного чая и кофе. В рационе щелочные продукты должны составлять 55-60%.

Внимание! Во всех модных зарубежных изданиях вы прочтете рекомендации в рецептуре по жарке, тушению многих продуктов на хорошем оливковом масле. Знайте: любой разогрев любых жиров приводит к выработке холестерина с ядовитыми для кровеносных сосудов свойствами. Он разрушает сосуды и мембраны клеток.

Все растительные масла добавляйте в салаты холодными, жарить и тушить продукты лучше на сливочном масле с добавлением овощных соков или воды.

Источник: https://butakova.info/chto-takoe-fermenty/

Ферменты: их роль в организме человека

Ферменты

Ферменты — это белки, которые в качестве биокатализатора контролируют и ускоряют биохимические реакции в организме, не изменяя себя. Они содержатся во всех клетках организма и необходимы для всех ее функций.

Ферменты контролируют не только пищеварение, но и весь обмен веществ и, следовательно, являются важным фактором для здоровья.

Прочитайте все, что важно об энзимах: определение, структура, функции и проблемы со здоровьем, связанные с энзимами!

Что такое ферменты?

В большинстве случаев ферменты в организме человека представляют собой гигантские молекулы, состоящие из белка, и они необходимы для жизни. В организме практически ничего не работает без ферментов. Функцией этих так называемых биокатализаторов является включение или ускорение биохимических реакций в клетках.

В таких реакциях, например, некоторые вещества (субстраты) разрушаются или преобразуются. Некоторые ферменты работают очень специфическим образом: они могут только связывать определенный субстрат и обеспечивать его химическое превращение. Другие реагируют с различными субстратами, но тесно связаны с одним типом реакции (см. Ниже: классы ферментов).

Ферменты часто могут развить свои эффекты, только если они активируются так называемым кофактором или несколькими кофакторами. Это могут быть ионы металлов (например, ионы железа или меди) или органические молекулы (например, витамины). Кофакторы временно или постоянно и постоянно связаны с ферментом. Во втором случае их также называют протезной группой.

Какова функция ферментов?

Ферменты включают и ускоряют почти все биохимические реакции в организме. Эти реакции включают широкий спектр метаболических процессов, а также «чтение» (транскрибирование) и удвоение (тиражирование) генетической информации.

В таких реакциях ферменты временно связываются с веществом, подлежащим реакции (субстратом), так что, например, оно может быть разрушено или иным образом изменено. Сами ферменты остаются неизменными. Однако они гарантируют, что энергия, необходимая для реакции (энергия активации), уменьшается.

 На самом деле, большинство химических процессов в клетках требуют такой высокой энергии активации, что они не могут происходить очень медленно при преобладающей температуре окружающей среды (внутренняя температура тела около 37 градусов Цельсия).

 Снижая энергию активации, ферменты делают такие реакции возможными или ускоренными в достаточной степени.

Ферменты можно разделить на шесть основных групп, в зависимости от типа химической реакции, которую они катализируют. Эти классы ферментов (и некоторые из их подгрупп):

  1. Оксидоредуктазы: они катализируют реакции, в которых переносятся электроны (окислительно-восстановительные реакции); например, дегидрогеназы, оксидазы, редуктазы, каталазы.
  2. Трансферазы: они катализируют реакции, в которых целые функциональные группы (такие как фосфатная группа) переносятся из одной молекулы в другую; например, транс-миназы, киназы, ДНК-полимеразы.
  3. Гидролазы: они катализируют реакции, в которых химическая связь либо образуется когда вода выходит, либо расщепляется под удержанием воды; например, пептиды, фосфатазы, протеазы.
  4. Лиазы: они катализируют реакции, в которых химические связи расщепляются или образуются без потребления энергии.
  5. Изомеразы: они гарантируют, что отношения связи внутри молекулы перестроены; например, рацемазы, топоизомеразы.
  6. Лигазы (синтетазы): они катализируют реакции, в которых две молекулы соединяются друг с другом с помощью энергии; например, карбоксилазы.

Какие существуют виды ферментов?

Ниже вы найдете небольшой выбор важных ферментов, их возникновение и задачи.

имявхождениезадачи
Лизоцимслюнарасщепляет определенные строительные блоки бактериальных клеточных стенок и таким образом убивает патогенные микроорганизмы (бактерицидный эффект)
Амилазы, липазы, протеазыРот и поджелудочная железа, желудочный сок и кишечные выделенияПереваривание углеводов (амилаз), жиров (липаз) и белков (протеаз)
Глутамат оксалоацетат трансаминаза Печень , сердце и скелетные мышцы, почки и легкиеускоряет метаболизм аминокислот (строительные блоки белков)
Глутамат-пируваттрансаминаза печеньРасщепление белка в клетках печени
KреатинкиназаМышечные клетки и мозгЭнергообеспечение
Щелочная фосфатазав клетках и жидкостях организма, особенно в печени, желчных протоках и костяхрасщепляет так называемые эфиры фосфорной кислоты, уровень их крови, дает информацию о заболеваниях печени и желчевыводящих путей
Лейцин-аминопептидазаКишечник , почки, желчь , желудочный сок, слюна, плазмаВажно для белкового обмена
Гамма-глутамилтрансферазаособенно в почках (меньше в поджелудочной железе, селезенке , печени и тонкой кишке )Перенос аминокислот
Сорбитолдегидрогеназа, сукцинатдегидрогеназапеченьПревращение сорбита в фруктозу
Лактатдегидрогеназаво всех клетках всех органовБрожение молочной кислоты для энергии
ХолинэстеразаСыворотка, кишечник, поджелудочная железарасщепляет так называемые холиновые соединения; показатель крови показывает, насколько хорошо печень может производить белки
Альдолаз3 подгруппы: в области сердца и скелетных мышц; в нервах, щитовидной железе и жировой ткани; в печени, почках, тонкой кишкекатализирует расщепление фруктозы.
Кислотные фосфатазыв крови , кости, спермы и секрета простатыРасщепляет эфиры фосфорной кислоты и катализирует трансфосфори-лирование

Какие проблемы могут вызывать ферменты?

Существуют различные врожденные дефекты ферментов, некоторые из которых могут иметь серьезные последствия.

 Одним из примеров является порфирия: это группа метаболических заболеваний, которые все идут рука об руку с нарушением образования гема эритроцитарной массы.

 Причина в том, что один или несколько ферментов, участвующих в образовании гема, имеют генетически обусловленное функциональное расстройство.

В зависимости от типа порфирии это может привести к различным симптомам, таким как колики в животе, рвота, хронический запор, лихорадка, перепады настроения, паралич или сердечно-сосудистые проблемы.

При врожденном метаболическом заболевании фенилкетонурия строительный блок белка фенилаланин не может быть разрушен из-за нарушения фермента. Поэтому он накапливается в организме. Это уже заметно в детстве: избыток фенилаланина влияет на развитие мозга. Последствиями являются умственная отсталость, медленное физическое развитие и судороги.

Так называемая галактоземия очень опасна, но, к счастью, встречается редко: и здесь это ферментативно обусловленное нарушение метаболизма сахара. В организме пострадавших не хватает ферментов для переработки галактозы. Сахар может всасываться в кровь через кишечную стенку, но не может быть переработан дальше.

Так он накапливается в крови. Поскольку лактоза также присутствует в грудном молоке, у кормящих детей, которые уже страдают непереносимостью лактозы, проявляются такие симптомы, как рвота, диарея и неспособность развиваться.

 Если они будут продолжать получать галактозу вместе с пищей, они могут получить серьезные повреждения и даже смерть.

При непереносимости лактозы организм не вырабатывает достаточное количество фермента лактазы. В результате молочный сахар (лактоза) не может расщепляться в тонкой кишке и, следовательно, не может всасываться в кровь. Вместо этого он продолжает поступать в толстую кишку, где он метаболизируется бактериями. Среди прочего, это может вызвать боль в животе, вздутие живота и диарею.

Гистамин нетерпимости . Вещество гистамин естественно встречается в организме. Кроме того, определенные продукты могут увеличить количество гистамина в организме.

Некоторые люди реагируют на это реакциями с непереносимостью ( зуд , крапивница, учащенное сердцебиение и т. Д.).

 Ферменты, которые необходимы для расщепления гистамина, могут быть недоступны в достаточных количествах или их функция может быть нарушена.

Об этом тексте

дата:9 октября 2018 г.

Этот текст соответствует спецификациям медицинской литературы, медицинским руководствам и текущим исследованиям и был проверен медицинскими работниками.

Источник: https://infonewsru.ru/fermenty/

WikiMedikKonsult.Ru
Добавить комментарий