Hər canlı hüceyrədə çoxlu kimyəvi reaksiyalar olur. Fermentlər (fermentlər) xüsusi və son dərəcə vacib funksiyaları olan zülallardır. Onlara biokatalizatorlar deyilir. Zülal fermentlərinin orqanizmdə əsas funksiyası biokimyəvi reaksiyaları sürətləndirməkdir. Qarşılıqlı təsiri bu molekullar tərəfindən katalizləşən ilkin reagentlər substrat, son birləşmələr isə məhsul adlanır.
Təbiətdə ferment zülalları yalnız canlı sistemlərdə işləyir. Lakin müasir biotexnologiyada, klinik diaqnostikada, əczaçılıqda və təbabətdə təmizlənmiş fermentlər və ya onların kompleksləri, həmçinin sistemin işləməsi və tədqiqatçı üçün məlumatların vizuallaşdırılması üçün zəruri olan əlavə komponentlərdən istifadə olunur.
Fermentlərin bioloji əhəmiyyəti və xassələri
Bu molekullar olmasaydı, canlı orqanizm fəaliyyət göstərə bilməzdi. Bütün həyat prosesləri fermentlər sayəsində ahəngdar şəkildə işləyir. Orqanizmdə ferment zülallarının əsas funksiyası maddələr mübadiləsini tənzimləməkdir. Onlarsız normal metabolizm mümkün deyil. Molekulyar fəaliyyət tərəfindən tənzimləniraktivatorlar (induktorlar) və ya inhibitorlar. Nəzarət zülal sintezinin müxtəlif səviyyələrində fəaliyyət göstərir. O, həmçinin hazır molekula münasibətdə "işləyir".
Zülal-fermentlərin əsas xassəsi müəyyən substrata spesifiklikdir. Və müvafiq olaraq, yalnız bir və ya daha az tez-tez bir sıra reaksiyaları kataliz etmək qabiliyyəti. Adətən bu cür proseslər geri çevrilir. Bir ferment hər iki funksiyadan məsuldur. Ancaq bu hamısı deyil.
Ferment zülallarının rolu vacibdir. Onlar olmadan biokimyəvi reaksiyalar getmir. Fermentlərin təsiri sayəsində reagentlərin əhəmiyyətli enerji sərf etmədən aktivləşmə maneəsini aşması mümkün olur. Bədəndə temperaturu 100 ° C-dən yuxarı qızdırmaq və ya kimyəvi laboratoriya kimi aqressiv komponentlərdən istifadə etmək mümkün deyil. Enzim zülalı substrata bağlanır. Bağlı vəziyyətdə modifikasiya sonuncunun sonrakı buraxılması ilə baş verir. Kimyəvi sintezdə istifadə edilən bütün katalizatorlar belə işləyir.
Ferment zülal molekulunun təşkili səviyyələri hansılardır?
Adətən bu molekullar üçüncü (qlobul) və ya dördüncü (bir neçə bağlı qlobul) zülal quruluşuna malikdir. Birincisi, onlar xətti formada sintez olunurlar. Və sonra onlar lazımi quruluşa qatlanırlar. Fəaliyyəti təmin etmək üçün biokatalizator müəyyən bir quruluşa ehtiyac duyur.
Fermentlər, digər zülallar kimi, istilik, həddindən artıq pH dəyərləri, aqressiv kimyəvi birləşmələr tərəfindən məhv edilir.
Əlavə xüsusiyyətlərfermentlər
Onların arasında komponentlərin aşağıdakı xüsusiyyətləri fərqləndirilir:
- Stereospesifik - yalnız bir məhsulun formalaşması.
- Regioselektivlik - kimyəvi əlaqənin pozulması və ya qrupun yalnız bir mövqedə dəyişdirilməsi.
- Kemoselektivlik - yalnız bir reaksiyanın katalizi.
İşin xüsusiyyətləri
Ferment spesifikliyi dəyişir. Ancaq hər hansı bir ferment müəyyən bir substrata və ya strukturuna oxşar birləşmələr qrupuna münasibətdə həmişə aktivdir. Qeyri-zülal katalizatorları bu xüsusiyyətə malik deyillər. Spesifiklik 10−10 mol/l qədər yüksək ola bilən bağlama sabiti (mol/l) ilə ölçülür. Aktiv fermentin işi sürətlidir. Bir molekul saniyədə minlərlə və milyonlarla əməliyyatı kataliz edir. Biokimyəvi reaksiyaların sürətlənmə dərəcəsi adi katalizatorlarla müqayisədə əhəmiyyətli dərəcədə (1000-100000 dəfə) yüksəkdir.
Fermentlərin fəaliyyəti bir neçə mexanizmə əsaslanır. Ən sadə qarşılıqlı təsir bir substrat molekulu ilə baş verir, ardınca məhsulun əmələ gəlməsi. Əksər fermentlər reaksiya verən 2-3 müxtəlif molekulu bağlaya bilir. Məsələn, bir qrup və ya atomun bir birləşmədən digərinə keçməsi və ya "pinq-ponq" prinsipinə əsasən ikiqat əvəzetmə. Bu reaksiyalarda adətən bir substrat bağlanır, ikincisi isə fermentlə funksional qrup vasitəsilə əlaqələndirilir.
Fermentin təsir mexanizminin öyrənilməsi üsullardan istifadə etməklə baş verir:
- Aralıq və son məhsulların tərifləri.
- İlə əlaqəli strukturun və funksional qrupların həndəsəsinin öyrənilməsisubstrat və yüksək reaksiya sürəti təmin edir.
- Ferment genlərinin mutasiyası və onun sintezində və fəaliyyətində dəyişikliklərin təyini.
Aktiv və birləşdirici mərkəz
Substrat molekulu ferment zülalından çox kiçikdir. Buna görə də, bağlanma biokatalizatorun az sayda funksional qrupları hesabına baş verir. Onlar müəyyən bir amin turşusu dəstindən ibarət aktiv mərkəz təşkil edirlər. Mürəkkəb zülallarda strukturda zülal olmayan təbiətli protez qrup mövcuddur ki, bu da aktiv mərkəzin bir hissəsi ola bilər.
Ayrıca fermentlər qrupunu ayırmaq lazımdır. Onların molekulunda daim molekula bağlanan və ondan ayrılan bir koenzim var. Tam formalaşmış ferment zülalına holoenzim, kofaktor çıxarıldıqda isə apoferment deyilir. Vitaminlər, metallar, azotlu əsasların törəmələri çox vaxt kofermentlər kimi çıxış edir (NAD - nikotinamid adenin dinukleotide, FAD - flavin adenine dinukleotide, FMN - flavin mononucleotide).
Bağlama yeri substratın spesifikliyini təmin edir. Onun hesabına sabit substrat-ferment kompleksi əmələ gəlir. Qlobulun strukturu elə qurulmuşdur ki, səthdə müəyyən ölçülü niş (yarıq və ya çökəklik) olsun ki, bu da substratın bağlanmasını təmin edir. Bu zona adətən aktiv mərkəzdən uzaqda yerləşir. Bəzi fermentlərin kofaktorlara və ya metal ionlarına bağlanma yerləri var.
Nəticə
Protein-Ferment orqanizmdə mühüm rol oynayır. Belə maddələr kimyəvi reaksiyaları kataliz edir, maddələr mübadiləsi prosesindən məsuldur - maddələr mübadiləsi. İstənilən canlı hüceyrədə reduksiya reaksiyaları, birləşmələrin parçalanması və sintezi də daxil olmaqla yüzlərlə biokimyəvi proses davamlı olaraq baş verir. Maddələrin oksidləşməsi daim böyük bir enerji buraxılması ilə baş verir. O, öz növbəsində karbohidratların, zülalların, yağların və onların komplekslərinin əmələ gəlməsinə sərf olunur. Parçalanma məhsulları zəruri üzvi birləşmələrin sintezi üçün tikinti bloklarıdır.
