Біосинтез і клітинна локалізація ферментів

Ферменти за хімічною природою є простими або складними білками. Для їх утворення відповідні клітини повинні містити амінокислоти та інші речовини, з яких утворюються простетичні групи або коферменти.

Біосинтез молекули ферменту відбувається в кожній клітині, тканині, органі і складається з тих же етапів, що і біосинтез звичайного білка:

Перші два етапи є типовими матричними процесами. Третій етап – це типовий синтез білкової молекули. На четвертому етапі формується молекула активного ферменту. Якщо фермент є складним білком, то відбувається з’єднання апофермента з коферментом. Молекула ферменту набуває типової структури (вторинна, третинна і четвертна), яка енергетично вигідна для здійснення каталітичних функцій. Деякі ферменти спочатку перебувають в неактивному стані і лише після дії активаторів стають активними.

Біосинтез ферментів в організмі протікає безперервно. Найбільш інтенсивно утворюються ферменти в періоди росту і розвитку організму. Окремі органи синтезують значну частину ферментів, до них слід віднести залози (слинні, шлункові, кишкові, підшлункову), ферменти яких беруть участь в гідролітичному розщепленні поживних речовин. Порушення якісного і кількісного складу ферментів призводить до патології, оскільки для кожного органу, тканини і клітини характерний свій „набір” ферментів. Цей набір визначається видом і віком, ступенем функціонального навантаження і статтю організму.

Для ферментів характерна певна клітинна локалізація. Так, в ядрі, в основному, зосереджені ферменти, які впливають на обмін нуклеїнових кислот (5¢-нуклеотидаза, аденозиндезаміназа, НАД-пірофосфорилаза, оротидин-5¢-фосфат-пірофосфорилаза, глюкозо-1-фосфат-уридилтрансфераза та ін.). В ядерній мембрані містяться ферменти, які беруть участь у транспортуванні окремих сполук і енергії (ацетилестераза, АТФ-аза, цитохромоксидаза, глутаматдегідрогеназа, НАД∙Н₂-Цитохром-с-редуктаза та ін.). Ферменти клітинного дихання розміщені переважно в мітохондріях (піруватдегідрогеназа, глутаматдегідрогеназа, ферменти окислення жирних кислот та ін.). Лізосоми містять ферменти, що каталізують в основному розщеплення багатьох речовин (катепсин С, пептидгідролази, естерази, сульфатази, кислі ДНК- і РНК-ази, гіалуронатліазу та ін.). Ферменти біосинтезу білка переважно концентруються в рибосомах (аміноацил-тРНК-синтетази, пептидсинтетази та ін.). У гіалоплазмі виявляються ферменти різної функціональної спрямованості: гліколізу, синтезу жирних кислот, активації амінокислот т.д.

Наявність і кількісний вміст індивідуального ферменту в клітині і її мікроструктурах залежать від багатьох чинників – функціонального значення клітини, виду, віку організму.