Ферменттер деген не?

Ферменттер деген не?

• Ферменттер дегеніміз- белокты зат, ол организмдегі түрлі химиялық реакцияларды тездетуші. Химиялық реакциялардың жүрісін тездетушілерді катализаторлар деп айтатыны белгілі. Осыған сәйкес ферменттерді биологиялық катализаторлар деп те атайды , өйткені, олар тірі материяда әрекет жасайды.
• Фермент ( латынның тілінде fermentum - ашу) деген терминмен қатар әдебиетте энзим (грек тілінде - enzym, en- ішкі, zyme- ашытқы ) деген сөз де қолданылады .
• Ферменттерді және олар катализдейтін реакцияларды зерттейтін биохимия бөлімі энзимология деп аталады.

Ферменттер жөніндегі ілім қалай дамыды?

• Ферменттер қатысатын процестерді ғылыми тұрғыдан зерттеу XVII ғасырдың орта кезінен басталады.
• Осы кезде Гельмонт қанты бар сұйық заттардың ашуы ерекше қоздырушылар көмегімен жүретінін анықтаған.
• Осыдан кейін Лавуазье ашу кезінде қант түгелдей көмір қышқыл газға және спиртке айналатынын анықтады.
• XIX ғасырдың ортасында кейбір фермент препараттары ( уыттан- амилаза, қарын сөлінен- пепсин, т.б ) бөлініп алынды . Сөйтіп , катализ және катализатор жөніндегі ілім жарыққа шықты (Берцелиус және басқалары ). Бұл кезде атқарылған зерттеу жұмыстары ферменттердің химиялық зат екенін , олардың негізі биологиямен байланысты екенін дәлелдеді .

• Луи Пастер спирттің ашу процесін зерттеп мынадай қорытындыға келеді: ашу процесін жүргізетін химиялық заттар емес, ашытқының, яғни тірі клеткалардың тіршілік әрекеті болып табылады. Ол ферменттер тірі ашытқыдан ажырамайды, олармен біртұтас деп санады.
• 1897 ж. Бухнер құрамында тірі клеткалар жоқ ашытқы сөлін сумен бөліп алады. Осы сөлдің өзі-ақ қантты тез ашытып, спиртке және көмір қышқыл газға айналдырғанын көреді. Осылайша қантты ыдыратып ашытатын ашытқының тірі клеткалар емес, керісінше олар жасап шығарған фермент ( химиялық зат ) екенін дәлелдейді. Ферменттің қантты ашытқы өнімдеріне айналдыратын катализатор екенін анықтайды.

Ферменттер жөніндегі ілім қалай дамыды?

• Ферменттер әсерінің теориясы ( Э. Фишер 1890ж. ), ферментті реакциялардың кинетикасы ( Л. Михаэлис пен М. Ментен 1913ж. ) жөніндегі жұмыстар жарық көрді.
• XX ғасырдың бас кезінде И.П. Павлов және оның әріптестері ас қорытушы ферменттердің белогтық табиғаты жөнінде өте маңызды мәліметтер алады. Олар иттің қарынындағы сөлдің активтігі оның құрамындағы белоктарға байланысты екенін анықтады. Қарын сөлінде белок аз болса, онда пепсин де шағын мөлшерде болады. Өз мәліметтерін және басқа да ғалымдардың зерттеулерін талдай келіп, Павлов ферменттер дегеніміз- белогтық заттар деген қорытындыға келді.
• Ең алғаш таза ферментті 1926ж. Жас биохимик Дж. Самнер кристалл түрінде алды. Ол канавалия деген өсімдік дәнінен уреаза ферментін бөліп алып, оның кристалдарының белоктан тұратынын анықтайды.

• 1930ж. Дж. Нортроп пепсин кристалдарын, ал келесі жылы сол Нортроп пен М. Кунитц екеуі кристалды трипсинді бөліп алады. Осы екі ферменттің екеуі де белок екен. Қазіргі кезде кристалдық түрде жүздеген фермент алынды.

• Зерттеліп табылған ферменттердің саны қазір 2000 шамасынан асады.

Ферменттердің атаулары мен классификациясы

Ферменттер атаулары

Жүйелік ( рационалды )

Тривиалдық ( іскерлік )

Ферменттердің классификациясы

Класс

Катализдейтін химиялық реакция түрі

Оксидоредуктазалар

Тотығу-тотықсыздандыру реакциялардың барлық түрі

Трансферазалар

Реакцияларда жеке атомдық топтарды тасымалдау

Гидролазалар

Судың қосылуымен химиялық байланыстарды үзу

Липазалар

Субстратты гидролиздік емес жолмен ыдыратып, қос байланыс түзу және керісінше реакциялар

Изомеразалар

Молекула ішіндегі өзгерістерді катализдеп, изомер түзу

Лигазазалар

АТФ энергиясы арқылы екі әр түрлі қосылыстың конденсиациясын катализдеп, C-C, C-O, C-N, C-S байланысын орнату

Ферменттердің химиялық құрамы бойынша

• Қарапайым ферменттер дегеніміз- қарапайым белоктар, олар гидролиз кезінде амин қышқылдарына ғана ажырап бөлінеді.

• Күрделі ферменттер дегеніміз- күрделі белоктар. Олар екі бөліктен тұрады: белоктық және белоктық емес.

• Оған мыналар жатады: рибонуклеаза, пепсин, трипсин, химотрипсин, папаин, амилазалар және гидролаза.

• Ферменттердің белоктық бөлігі- апофермент, ал белоктық емес бөлігі -простетикалық топ немесе кофактор деп аталады.
• Апофермент кофакторсыз активті болмайды. Күрделі ферменттердің кофакторлары металл иондары немесе белоктық емес органикалық заттар. Мұндағы металл иондары активаторлар деп аталады. Активаторлар мына иондар: Na+, K+, Fe2+, Cu2+, Co2+, Zn2+, Mg2+,Mn2+, Ni2+
• Кофактор ( простетикалық топ ) белоктық емес зат болғандықтан кофермент деп аталады.

Кофактор ( активатор ) ретінде молекуласында металл иондары бар кейбір ферменттер

Металл иондары

Ферментер

Fe2+. Fe3+

Цитохромдар,цитохромоксидаза, каталаза,пероксидаза,сукцинатдегидрогеназа

Cu2+

цитохромоксидаза

Zn2+

Сілтілі фосфатаза, карбоангидраза

Mg2+

Гексокиназа, глюкозо-6-фосфатаза,пируватикиназа

Mn2+

Лактозосинтетаза,супероксиддисмутаза

K+

Пируваткиназа

Ni2+

Уреаза

Mo

Ксантиноксидаза,альдегидоксидаза,динитрогеназа

Se

Глутатионпероксидаза,формиатдегидрогеназа

Co2+

Кобамидтік ферменттер

Коферменттер НАД+ және НАДФ+

Пайдаланылған әдебиеттер :

• Фершт Э.Структура и механизм действия ферментов. М.Мир 1980, с.432
• Мосолов В.В Протеолитические ферменты. М. Наука 1971, с.252
• Курганов Б; Аллостерические ферменты. М. Наука 1971, с .240

• Корниш-Боуден, основы ферментативной кинетики М. Мир, 1988, с.345
• Сеитов З.С Биохимия. Алматы : 2007- 568 б .