Активность ферментов, влияние различных факторов, единицы активности

Для определения активности ферментов используются стандартные условия:

1. рН среды должно быть оптимальным для данного фермента.

2. концентрация субстрата должна быть выше насыщающей.

3. t = 25^оС.

4. скорость реакции должна измеряться в ее стационарной фазе.

 

Комиссия по ферментам в составе международного биохимического союза рекомендует использовать следующие единицы активности:

1. Стандартная (международная) - Е. Это такое количество фермента, которое катализирует превращение 1 мкмоля субстрата в 1 мин. в стандартных условиях.

2. Удельная активность – это число стандартных единиц активности Е, отнесенных к 1 мг белка в ферментном препарате.

Уд.акт.=Е/1 мг.

3. Молекулярная активность – это количество молекул субстрата, превращаемого в 1 мин. 1 молекулой фермента.

4. Катал (Кат) – это количество фермента, которое необходимо для превращения 1 моля субстрата в 1с.

Мкат (10^-3), нкат (10^-9), пкат (10^-12).

На активность ферментов оказывает влияние большое количество факторов:

1. Температура.

Большинство ферментов при t ≈ 0^оС имеют минимальную активность, которая постепенно повышается с повышением температуры.

 

 

При 80^оС фермент теряет активность полностью из-за денатурации.

Для большинства ферментов растительного происхождения максимальная скорость реакции лежит в пределах 45-65^оС, для животного происхождения 40-50^оС.

Есть исключения. Например, каталаза расщепляет перекись водорода при оптимальной температуре 0^оС.

2. рН среды

Ферменты растительного происхождения в основном имеют максимальную активность при рн ≈ 7, ферменты животного происхождения – при различных рН.

Например, в желудке есть репсин рН = 1,2-1,5, трипсин рН = 11.

 

 

Действие ферментов может быть усилено или снижено различными веществами. Растительные ферменты обычно усиливаются при действии веществ, содержащих группу –SH–, при действии веществ, содержащих ионы металлов: Fe, Co, Cu, Mg, Mn, K, Na. Существуют вещества, которые активизируют растительные ферменты и снижают активность животных ферментов, например, KCN подавляет дыхательные ферменты у человека.

 

Классификация ферментов и их шифр

Все ферменты делятся на 6 классов:

1. Оксидоредуктазы – катализируют различного рода окис.-восс. реакции.

2. Трансферазы – катализируют перенос различных функциональных группировок.

3. Гидролазы – расщепление сложных веществ с обязательным участием воды.

4. Лиазы – расщепление веществ без участия воды, разрыв либо присоединение веществ по двойным связям.

5. Изомеразы – превращение веществ в изомеры.

6. Лигазы (синтетазы) – реакции синтеза сложных веществ из простых.

 

Каждый класс делится на подклассы. Подклассы делятся на подподклассы. Подподклассы имеют номер по порядку. Таким образом, шифр любого фермента складывается из 4-х цифр: класс, подкласс, подподкласс, порядковый номер.

Например: α-амилаза 3.2.1.1.

β-амилаза 3.2.1.2.

Названия ферментов могут быть по систематической номенклатуре или тривиальной.

1898 г., Ж. Дюкло предложил названия ферментов, связанные с субстратом, на который действует фермент с добавлением окончания –аза. Например:

Амилоза – амилаза (глюканглюканогидролаза)

Тирозин – тирозиназа

Липиды – липаза.

Систематическое название ферментов строится из названия субстрата, типа реакций и окончания –аза.