Лекция Ферменты и гормоны

Ферменты и гормоны

Ферменты

Ферменты - это белковые вещества, играющие очень важную роль в различных биохимических процессах в организме.

Они необходимы для переваривания пищевых продуктов, стимуляции деятельности головного мозга, процессов энергообеспечения клеток, восстановления органов и тканей.

Функция каждого из ферментов уникальна, т.е. каждый фермент активизирует только один биохимический процесс.

В связи с этим в организме существует огромное количество энзимов .

Ферменты

В зависимости от того, какие виды реакций организма катализируют ферменты, они выполняют различные функции.

Чаще всего их подразделяют на две основные группы: пищеварительные и метаболические.

Пищеварительные ферменты выделяются в желудочно-кишечном тракте, разрушают питательные вещества, способствуя их абсорбции в системный кровоток.

Метаболические ферменты катализируют биохимические процессы внутри клеток.

Пищеварительные ферменты

Различают три основные категории таких ферментов: амилаза, протеазы, липаза . Амилаза расщепляет углеводы и находится в слюне, панкреатическом секрете и в содержимом кишечника. Различные виды амилазы расщепляют различные сахара. Протеазы , находящиеся в желудочном соке, панкреатическом секрете и в содержимом кишечника, помогают переваривать белки . Липаза , находящаяся в желудочном соке и панкреатическом секрете, расщепляет жиры .

Ферменты

Некоторые виды пищевых продуктов содержат ферменты.

К сожалению, ферменты очень чувствительны к высокой температуре и легко разрушаются при нагревании.

Для того чтобы организм получил дополнительное количество ферментов, следует или есть продукты, содержащие их, в сыром виде или принимать биологически активные пищевые добавки с такими ферментами.

Ферментами богаты продукты растительного происхождения: авокадо, папайя, ананасы, бананы, манго, ростки.

Протеолитические ферменты

Протеолитическими ферментами являются пепсин, трипсин, реннин, панкреатин и химотрипсин.

Помимо улучшения пищеварения, эти ферменты оказывают противовоспалительное действие.

Панкреатин используют при ферментной недостаточности поджелудочной железы, муковисцидозе, нарушениях пищеварения, пищевой аллергии, аутоиммунных заболеваниях, вирусных инфекциях и спортивных травмах.

Ферменты выпускаются в таблетках, капсулах, в виде порошка и жидкости. Они продаются в комбинации или по отдельности.

Ферменты

Для получения хорошего эффекта лучше применять формулы, содержащие все основные ферменты - амилазы, протеазы, липазы .

Обычно пищеварительные ферменты принимают после еды , но если вы едите продукты, прошедшие технологическую обработку или измельченные, то во время еды.

Все препараты, содержащие ферменты, следует хранить в прохладном месте. Таблетки и жидкости в холодильнике, а порошок и капсулы - в сухом прохладном месте.

Свойства ферментов

1. Важнейшим свойством ферментов является преимущественное течение одной из нескольких теоретически возможных реакций. В зависимости от условий ферменты способны катализировать как прямую так и обратную реакцию. Это свойство ферментов имеет большое практическое значение.

2. Другое важнейшее свойство ферментов - термолабильность, т. е. высокая чувствительность к изменениям температуры. Так как ферменты являются белками, то для большинства из них температура свыше 70 C приводит к денатурации и потере активности. При увеличении температуры до 10 С реакция ускоряется в 2-3 раза, а при температурах близких к 0 С скорость ферментативных реакций замедляется до минимума.

Свойства ферментов

3. Следующим важным свойством является то, что ферменты находятся в тканях и клетках в неактивной форме (проферменте).

Классическими его примерами являются неактивные формы пепсина и трипсина. Существование неактивных форм ферментов имеет большое биологическое значение. Если бы пепсин вырабатывался сразу в активной форме, то пепсин "переваривал" стенку желудка, т. е. желудок "переваривал" сам себя.

O2+2H2O " width="640"

Классификация ферментов

На Международном биохимическом съезде было принято, что ферменты должны классифицироваться по типу реакции, катализируемой ими.

В названии фермента обязательно присутствует название субстрата , т. е. того соединения, на которое воздействует данный фермент , и окончание - аза . (Аргиназа катализирует гидролиз аргинина и т.д.)

По этому принципу все ферменты были разделены на 6 признаков. 1.Оксидоредуктазы - ферменты, катализирующие окислительно-восстановительные реакции, например каталаза: 2H2O2--O2+2H2O

O 2 +2 H 2 O 2. Трансферазы - ферменты, катализирующие перенос атомов или радикалов. 3. Гидролазы - ферменты, разрывающие внутримолекулярные связи путем присоединения молекул воды, например фосфатаза:                          OH R - O - P = O + H 2 O -- ROH + H 3 PO 4                       OH " width="640"

Классификация ферментов

1 .Оксидоредуктазы - ферменты, катализирующие окислительно-восстановительные реакции, например каталаза: 2 H 2 O 2 --O 2 +2 H 2 O

2. Трансферазы - ферменты, катализирующие перенос атомов или радикалов.

3. Гидролазы - ферменты, разрывающие внутримолекулярные связи путем присоединения молекул воды, например фосфатаза:            

             OH

• R - O - P = O + H 2 O -- ROH + H 3 PO 4            

          OH

CO 2 + CH 3 - C          ||    \                                 \           O  OH                              H " width="640"

Классификация ферментов

4. Лиазы - ферменты, отщепляющие от субстрата ту или иную группу без присоединения воды, негидролитическим путем.

• Например: отщепление карбоксильной группы декарбоксилазой:                                                 

                      O                            O

//   ||

CH 3 - C - C ---- CO 2 + CH 3 - C

         ||    \                                 \

          O  OH                              H

глюкозо-1-фосфат   6. Синтетазы - ферменты, катализирующие реакции синтеза.   " width="640"

5. Изомеразы - ферменты, катализирующие превращение одного изомера в другой:

глюкозо-6-фосфат -- глюкозо-1-фосфат  

6. Синтетазы - ферменты, катализирующие реакции синтеза.  

Применение ферментов

• Ферменты получили широкое применение в легкой, пищевой и химической промышленности, а также в медицинской практике.

• В пищевой промышленности ферменты используют при приготовлении безалкогольных напитков, сыров, консервов, колбас, копченостей. В животноводстве ферменты используют при приготовлении кормов. Ферменты используют при изготовлении фотоматериалов. Ферменты используют при обработке овса и конопли.
• В пищевой промышленности ферменты используют при приготовлении безалкогольных напитков, сыров, консервов, колбас, копченостей.
• В животноводстве ферменты используют при приготовлении кормов.
• Ферменты используют при изготовлении фотоматериалов.
• Ферменты используют при обработке овса и конопли.

Применение ферментов

• Ферменты используют для смягчения кожи в кожевенной промышленности. Ферменты входят в состав стиральных порошков, зубных паст. В медицине ферменты имеют диагностическое значение – определение отдельных ферментов в клетке помогает распознаванию природы заболевания (например вирусный гепатит – по активности фермента в плазме крови) их используют для замещения недостающего фермента в организме.
• Ферменты используют для смягчения кожи в кожевенной промышленности.
• Ферменты входят в состав стиральных порошков, зубных паст.
• В медицине ферменты имеют диагностическое значение – определение отдельных ферментов в клетке помогает распознаванию природы заболевания (например вирусный гепатит – по активности фермента в плазме крови) их используют для замещения недостающего фермента в организме.

Гормоны

Регуляторную функцию выполняют белки-гормоны.

Гормоны - биологически активные вещества, которые оказывают влияние на обмен веществ. Многие гормоны являются белками, полипептидами или отдельными аминокислотами.

Одним из наиболее известных белков-гормонов является инсулин . Этот простой белок состоит только из аминокислот.

Функциональная роль инсулина многопланова. Он снижает содержание сахара в крови, способствует синтезу гликогена в печени и мышцах, увеличивает образование жиров из углеводов, влияет на обмен фосфора, обогащает клетки калием.

Свойства гормонов

• Чрезвычайно высокая физиологическая активность
• Дистанционное действие
• Быстрое разрушение в тканях
• Непрерывное продуцирование

Физиологическое действие гормонов направлено на:

• обеспечение гуморальной, т.е. осуществляемой через кровь, регуляции биологических процессов
• поддержание целостности и постоянства внутренней среды, гармоничного взаимодействия между клеточными компонентами тела
• регуляцию процессов роста, созревания и репродукции.

Гормоны регулируют активность всех клеток организма

Они влияют на остроту мышления и физическую подвижность, телосложение и рост, определяют рост волос, тональность голоса, половое влечение и поведение. Благодаря эндокринной системе человек может приспосабливаться к сильным температурным колебаниям, излишку или недостатку пищи, к физическим и эмоциональным стрессам. Изучение физиологического действия эндокринных желез позволило раскрыть секреты половой функции и чудо рождения детей, а также ответить на вопрос, почему одни люди высокого роста, а другие низкого, одни полные, другие худые, одни медлительные, другие проворные, одни сильные, другие слабые.

Гормоны

Регуляторной функцией обладают белковые гормоны гипофиза - железы внутренней секреции, связанной с одним из отделов головного мозга. Он выделяет гормон роста, при отсутствии которого развивается карликовость. Этот гормон представляет собой белок с молекулярной массой от 27000 до 46000.

Карликовость – дварфизм, наносомия

Гормоны

Одним из важных и интересных в химическом отношении гормонов является вазопрессин . Он подавляет мочеобразование и повышает кровяное давление. Вазопрессин - это октапептид циклического строения с боковой цепью. Регуляторную функцию выполняют и белки, содержащиеся в щитовидной железе - тиреоглобулины , молекулярная масса которых около 600000. Эти белки содержат в своем составе йод. При недоразвитии железы нарушается обмен веществ.

Гормоны

Йоти Амгэ из индийского города Нагпур является самой маленькой девочкой в мире, согласно Индийской книге рекордов. 15-летняя школьница имеет рост всего 58 см и весит 5 кг. Амгэ страдает формой карликовости под названием ахондроплазия

Самый маленький человек и руки гиганта

Китаец Хэ Пинпин родился с одной из разновидностей карликовости – его рост составляет всего 74,61 см. А самой длинноногой женщиной является наша соотечественница Светлана Панкратова, проживающая на данный момент в Испании. Светлане 36 лет и длина её ног – которые, к слову, Хэ назвал «очень красивыми» – составляет 1,32 м.

ПОЛОВЫЕ ГОРМОНЫ

• биологически активные вещества, вырабатываемые в половых железах , коре надпочечников и плаценте , стимулирующие и регулирующие половую дифференцировку в раннем эмбриональном периоде, развитие первичных и вторичных половых признаков , функционирование половых органов и формирование специфических поведенческих реакций, а также влияющие на обмен веществ, состояние систем адаптации организма и др.

По биологическому действию делятся на андрогены , эстрогены и гестагены - гормоны жёлтого тела .

Синтезируются половые гормоны в основном в стероидообразующих клетках половых желез из общего для стероидов предшественника - холестерина.

В яичках образуется в основном мужской половой гормон тестостерон , в яичниках - также тестостерон, который в клетках зреющего фолликула превращается в эстрогены.

Жёлтое тело яичника продуцирует преимущественно женский половой гормон прогестерон .

Гормональные нарушения

Какая связь между странным поведением мальчика и тем, какой косметикой пользовалась его мать во время беременности?

Ученые обнаружили, что сыновья матерей, подвергшихся во время беременности действию фталатов, чаще ведут себя как девочки.

Решить генетическую цепочку, записывая названия веществ и условия реакций

CaCO 3 →CaO→CaC 2 →C 2 H 2 →C 6 H 6 →→C 6 H 5 NO 2 → C 6 H 5 NH 2