Классификация ферментов в зависимости от типа катализируемой реакции

1. Катализирующие окислительно-восстановительные реакции – оксидоредуктазы.

2. Ферменты переноса различных группировок – трансферазы.

3. Ферменты, осуществляющие гидролиз химических связей – гидролазы.

4. Ферменты негидролического отщепления от субстрата различных группировок (NH_3, CO_2, Н₂O) – лиазы

5. Ферменты, ускоряющие синтез связей в биологических молекулах при участии АТФ – лигазы.

6. Ферменты, катализирующие превращение изомеров друг в друга – изомеразы.

Все процессы в живом организме – дыхание, пищеварение, мышечное сокращение, фотосинтез – осуществляются с помощью ферментов.

    Ферменты находятся в живых клетках и составляют большую часть всех их белков. Они во много миллионов раз ускоряют самые разнообразные химические превращения, из которых складывается обмен веществ.

Под действием различных ферментов, составные компоненты пищи: белки, жиры, углеводы – расщепляются до более простых соединений, из которых затем в организме синтезируются новые макромолекулы, свойственные данному виду. Так уже в ротовой полости, под влиянием ферментов – амилазы, сложный растительный углевод – крахмал, расщепляется до более простых сахаров, из которых в печени синтезируется несколько иной полисахарид – гликоген. Без амилазы расщепление крахмала вообще не проходит. Нарушение деятельности ферментов ведет к возникновению тяжелых болезней или смерти. Так, наследственная аномалия умственного развития детей, связана с отсутствием в их организме одного из ферментов обмена углеводов, вследствие чего больные дети не могут усваивать молочный сахар.

 

Характерные особенности ферментов.

    Ферменты действуют в клетке по тем же законам, что и любые катализаторы. Фермент ускоряет химический процесс, т.к. в его присутствие требуется меньше энергии. Молекула фермента каталазы может расщепить за 1 секунду до 10 тысяч молекул токсичной для клетки H₂O₂, 2H₂O+O_2, которая возникает при окислении в организме различных соединений.

Высокая специфичность действия ферментов.

Большинство ферментов действует на один или очень небольшое число природных соединений (субстратов). Так, уреза катализирует расщепление лишь одного вещества – мочевины

                                                                   уреаза

H₂N – CO – NH ₂  - +H₂O             2NH₃+CO₂

Механизмы действия ферментов

Присутствуя в клетках в ничтожно малых количествах, ферменты могут действовать при обычной t и давлении, и часто действуют как в слабокислой, так и в слабощелочной среде.

    По строению ферменты могут быть простыми, сложными белками. Во 2 случае в составе фермента белковой части имеется добавочная группа небелковой природы – кофермент. Многие коферменты оказались витаминами или их производными. Белковая часть и небелковый компонент в отдельности лишены ферментативной активности, но соединившись вместе, они приобретают характерные свойства фермента. Ферментативную активность всегда определяет небольшая часть молекулы белка – активный центр, представляющий собой сочетание определённых аминокислотных остатков, строго ориентированных по отношению друг к другу.

    Каталитический процесс происходит благодаря согласованному действию всех функциональных групп активного центра. В ходе ферментативной реакции происходит образование промежуточного фермента- субстратного комплекса. После химической реакции комплекс распадается с образованием продуктов реакции и свободного фермента.

    Фермент собственной энергии в реакцию не вносит. В тех случаях, когда катализируется реакция, требующая энергетических затрат, в процесс всегда вовлекается дополнительный источник энергии (в виде АТФ).

Скорость ферментативных реакций зависит от факторов:

1. Природа фермента.

2. Концентрация фермента.

3. Субстрат.

4. Температура.

5. Наличие активаторов и игибиторов.

Локализация ферментов

Некоторая часть ферментов находится в растворенном виде в жидкой фазе клетки – цитозоле.

 

Гормоны (определение, химическая структура, Механизм действия гормонов, Биологическая роль гормонов, Применение гормонов, Получение гормонов, фитогормоны)

 

ГОРМОНЫ (от греч. hormao — возбуждаю, привожу в движение), биологически активные вещества, вырабатываемые в организме специализированными клетками или органами (железами внутренней секреции) и оказывающие целенаправленное влияние на деятельность других органов и тканей. Позвоночные животные и человек имеют развитую систему таких желез (гипофиз, надпочечники, половые, щитовидная и др.), которые посредством гормонов, выделяемых в кровь, участвуют в регуляции всех жизненно важных процессов — роста, развития, размножения, обмена веществ. Развитые эндокринные железы есть и у высокоорганизованных беспозвоночных — головоногих моллюсков, насекомых, ракообразных. Секретируемые ими гормоны контролируют рост, линьку, метаморфоз, половое размножение и др. Каждый из гормонов влияет на организм в сложном взаимодействии с другими гормонами; в целом гормональная система совместно с нервной системой обеспечивает деятельность организма как единого целого. Химическая природа гормонов различна — белки, пептиды, производные аминокислот, стероиды. Гормоны, используемые в медицине, получают химическим синтезом или выделяют из соответствующих органов животных.

ГОРМОНЫ животных (от греч. hormao — привожу в движение, побуждаю), биологически активные вещества, вырабатываемые железами внутренней секреции и скоплениями специализированных клеток. Важнейшие регуляторы физиологических процессов. Термин «гормоны» предложен в 1905 английским физиологом Э. Старлингом.