рментативної реакції;
В·швидкістьферментативних реакцій висока, але вона залежить від певних чинників. Прискорюютьреакцію в 10 8 -10 20 раз. Ферментативні реакції йдуть зі100%-вим виходом і не дають побічних продуктів. Для вираження каталітичноїактивності відповідно до рекомендацій Міжнародного біохімічного союзувикористовується катав. Катав (кат) - це каталітична активність, здатназдійснити реакцію зі швидкістю, рівної 1 моль в секунду;
В·всі ферментиє білками. Молекулярна маса ферментів коливається в широких межах від12 * 10 3 до 10 * 10 6 Так.
1.3 Методи виділення ферментів
Процес виділення якого-небудь білкапочинається з переведення білків тканини в розчин. Для цього тканину (матеріал), зякої отримують фермент, ретельно подрібнюють в гомогенизаторе в присутностібуферного розчину. Для кращого руйнування клітин до матеріалу додаютькварцовий пісок, якщо матеріал розтирають у ступці. У результаті отримують кашку- Гомогенат. Якщо не проводилося попереднє фракціонування органоїдівклітини, гомогенат містить уривки клітин, ядра, хлоропласти та інші органоїдиклітин, розчинні пігменти та білки.
При виділенні ферментів з тканинживих організмів, у тому числі рослинних, необхідно дотримувати умови, невикликають денатурацію білка. Всі роботи проводять при зниженій температурі (4 0 С)і при оптимальних для даного ферменту значеннях pH середовища буферного розчину.
Після переведення ферментів з тканини врозчинений стан гомогенат піддають центрифугированию для відділеннянерозчинної частини матеріалу, а потім в окремих фракціяхекстрат-центрифугата виділяють належної ферменти.
Так як всі ферменти єбілками, то для отримання очищених препаратів ферментів застосовуються ті жспособи виділення, що і при роботі з білками.
Методи виділення:
В·осадження білкаорганічними розчинниками;
В·висолювання;
В·методелектрофорезу;
В·методіонообмінної хроматографії;
В·методцентрифугування;
В·методгельфільтраціі;
В·метод афінноїхроматографії, або метод хроматографії по спорідненості;
В·виборчаденатурація.
1.4 Класифікація та номенклатураферментів за типом каталізуються реакції
Класифікація та номенклатураферментів базується на типі реакції, яку вони каталізують, так яккатализируемая реакція - це той специфічний ознака, за яким одинфермент відрізняється від іншого.
У 1961 р. спеціальною комісієюМіжнародного біохімічного союзу була запропонована систематичнаноменклатура ферментів. Ферменти були поділені на 6 груп або класів уВідповідно до загальним типом реакції, яку вони каталізують: оксидоредуктаз,трансферази, гідролази, ліази, ізомерази, лігази. [1]
Кожен фермент при цьому отримавсистематичне назву, точно описує каталізуються їм реакцію. Однакоскільки багато з цих систематичних назв виявилися дуже довгими іскладними, кожному ферменту було також присвоєно і тривіальне, робоченазву, призначене для повсякденного вживання. У більшості випадківвоно складається з назви речовини, на яке діє фермент, вказівки на типкаталізуються реакції і закінчення-аза.
Міжнародна комісія з ферментамрозробила систему присвоєння кодових чисел (шифрів) індивідуальним ферментам.Шифр кожного ферменту містить чотири числа, розділені крапками. Вінскладається за наступним принципом:
А. Перше число показує, до якогокласу належить даний фермент.
Б. Друге число, яке присвоюється ферменту покласифікації, позначає підклас. У оксидоредуктаз воно вказує на природутієї групи в молекулі донора, яка піддається окисленню (1 - позначаєспиртову групу-CH-OH; 2-альдегідну або кетонів групу іт.д.); у трансфераз - природу транспортується групи; біля гідролаз - тип гідролізуемойзв'язку; біля ЛіАЗ - тип зв'язку, що піддається розриву; біля ізомераз - типкаталізуються реакції ізомеризації; біля лігази - тип знов утвореною зв'язку.
В. третє число позначаєподподкласс. У оксидоредуктаз воно вказує для кожної групи донорів типбере участь акцептора (1 позначає кофермент NAD + або NASP + ; 2 -цитохром; 3 - молекулярний кисень і т.д.); у трансфераз третє числопозначає тип транспортується групи; біля гідролаз це число уточнює типгідролізуемой зв'язку, а у ЛіАЗ - тип відщеплюється групи; біля ізомераз воно уточнюєхарактер перетворення субстрату, а у лігази - природу створюючого з'єднання.
Г. Четверте число позначаєпорядковий номер ферменти в цьому підкласі.
Шіфровая класифікація має дужеважлива перевага - вона дозволяє виключити необхідність при включенні всписок знову відкритих ферментів міняти номери всіх наступних. Новий ферментможе бути поміщений в кінці відповідного підкласу без порушення всій рештінумерації.
1.5 Область застосування [2]
Ферменти знайшли широке застосування втаких галузях промисловості, як хлібопечення, пивоваріння, виноробство,чайне, шкіряна та хутрова виробництва, сироваріння, натуральнихсоків, кави, кулінарія (для обробки м'яса) і т.д. В останні роки ферментистали застосовувати в тонкої хімічної індустрії для здійснення таких реакцій органічноїхімії, як окислення, відновлення, дезамінування, декарбоксилювання, дегідратація,конденсація, а також для поділу та виділення ізомерів амінокислот L-ряду(При хімічному синтезі утворюються рацемічної суміші L-і D-ізомерів), яківикористовують у промисловості, сільському господарстві, медицині. Оволодіння тонкимимеханізмами дії ферментів, безсумнівно, надасть необмеженіможливості отримання у величезних кількостях і з великою швидкістю корисних речовинв лабораторних умовах майже з 100% виходом.
Ферменти використовуютьсяу виробництві миючих засобів і паперу, а такожв технологічних процесах з виробництва шкіри і текстилей,фармацевтичної промисловості (фестал, мезімфорте). В даний часстало можливим їх застосування в кормах тварин.
Використовувані в харчовій промисловостіферменти мають широкий спектр застосування, що включає функції синтезу ірозкладання (деградації). При виборі ферменту для конкретного харчового процесуслід брати до уваги його джерело й біохімічні характеристики, щоважливо при сертифікації.
Подібно іншим харчовим добавкамвикористання ферментів у харчових продуктах нормується законом.
2. Біокаталізу
біокаталізу(Ферментативний каталіз), прискорення хімічних реакцій під впливом ферментів.В основі життєдіяльності лежать багаточисельні хімічні реакції розщепленняпоживних речовин, синтезу необхідних організму хімічних сполук ітрансформації їх енергії в енергію фізіологічних процесів (робота м'язів,нирок, нервова діяльність і т.п.). Всі ці реакції не могли бвідбуватися з необхідною для живих організмів швидкістю, якби в ході еволюціїне виникли механізми їх прискорення за допомогою биокатализа.
2.1 Принцип дії ферментів
Речовина, що піддаєтьсяперетворенню в присутності ферменту, називають субстратом. Субстратприєднується до ферменту, який прискорює розрив одних хімічних зв'язків вйого молекулі та створення інших; утворюється в результаті продукт від'єднуєтьсявід ферменту.
Ферменти не піддаються зносу підчас реакції. Вони вивільняються по завершенню реакції і відразу ж готовірозпочати наступну реакцію. Теоретично це може тривати нескінченно, поПринаймні, до тих пір, поки вони не витратять весь субстрат. На практицівнаслідок їх сприйнятливості й органічного складу, тривалістьіснування ферментів обмежена.
За образним висловом,употребляемому в біохімічній літературі, фермент підходить до субстрату, якВ«Ключ до замкаВ». Це правило було сформульовано Е. Фішером в 1894 р. виходячи зтого, що специфічність дії ферменту зумовлюється суворимвідповідністю геометричної структури субстрату і активного центру ферменту. Фермент з'єднується з субстратом з утвореннямкороткоживучого фе...
