Строение и значение ферментов
Определение ферментов как высокоспецифичных белков, выполняющих функции биологических катализаторов. Строение двухкомпонентного фермента, его характерные особенности и применение. Анализ связи между ферментами и наследственными болезнями обмена веществ.
| Рубрика | Биология и естествознание |
| Вид | доклад |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 24.03.2017 |
| Размер файла | 44,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Строение и значение ферментов
Ферменты (энзимы) - это высокоспецифичные белки, выполняющие функции биологических катализаторов. Катализатор - это вещество, которое ускоряет химическую реакцию, но само в ходе этой реакции не расходуется.
Все ферменты по химической природе являются простыми или сложными белками с большой молекулярной массой (каталаза - 248000 Д, пируват- дегидрогеназа - 4500000 Д). При гидролизе образуют аминокислоты и, так же как и белки чувствительны к действию высоких температур, излучению, солям тяжелых металлов, концентрированных кислот и щелочей.
По строению ферменты могут быть однокомпонентными, простыми белками, состоящими только из аминокислот и двухкомпонентными, сложными белками. Во втором случае в составе фермента обнаруживается добавочная группа небелковой природы (рис.1).
фермент белок катализатор наследственный
Рисунок 1 - Строение двухкомпонентного фермента
Чаще всего добавочную группу, прочно связанную, не отделяемую от белковой части (апофермента), называют простетической группой; в отличие от этого добавочную группу, легко отделяющуюся от апофермента и способную к самостоятельному существованию, обычно именуют коферментом.
Характерной особенностью двухкомпонентных ферментов является то, что ни белковая часть, ни добавочная группа в отдельности не обладают заметной каталитической активностью. Только их комплекс проявляет ферментативные свойства. При этом белок резко повышает каталитическую активность добавочной группы, присущую ей в свободном состоянии в очень малой степени; добавочная же группа стабилизирует белковую часть и делает ее менее уязвимой к денатурирующим агентам.
Таким образом, хотя непосредственным исполнителем каталитической функции является простетическая группа, образующая каталитический центр, ее действие немыслимо без участия полипептидных фрагментов белковой части фермента.
Более того, в апоферменте есть участок, характеризующийся специфической структурой, избирательно связывающий кофермент. Это так называемый коферментсвязывающий домен; его структура у различных апоферментов, соединяющихся с одним и тем же коферментом, очень сходна. Таковы, например, пространственные структуры нуклеотидсвязывающих доменов ряда дегидрогеназ.
Иначе обстоит дело у однокомпонентных ферментов, не имеющих добавочной группы, которая могла бы входить в непосредственный контакт с преобразуемым соединением (рис. 2). Эту функцию выполняет часть белковой молекулы, называемая каталитическим центром. Предполагают, что каталитический центр однокомпонентного фермента представляет собой уникальное сочетание нескольких аминокислотных остатков, располагающихся в определенной части белковой молекулы.
Рисунок 2 - Схема строения фермента
Аминокислотные остатки, образующие каталитический центр однокомпонентного фермента, расположены в различных точках единой полипептидной цепи. Поэтому каталитический центр возникает в тот момент, когда белковая молекула приобретает присущую ей третичную структуру. Следовательно, изменение третичной структуры фермента под влиянием тех или иных факторов может привести к деформации каталитического центра и изменению ферментативной активности. Кроме каталитического центра, образованного сочетанием аминокислотных радикалов или присоединением кофермента, у ферментов различают еще два центра: субстратный и аллостерический.
Ферменты участвуют в осуществлении всех процессов обмена веществ, в реализации генетической информации. Переваривание и усвоение пищевых веществ, синтез и распад белков, нуклеиновых кислот, жиров, углеводов и других соединений в клетках и тканях всех организмов -- все эти процессы невозможны без участия ферментов. Любое проявление функций живого организма -- дыхание, мышечное сокращение, нервно-психическая деятельность, размножение и др. -- обеспечивается действием ферментов. Индивидуальные особенности клеток, выполняющих определенные функции, в значителной мере определяются уникальным набором ферментов, производство которых генетически запрограммировано. Отсутствие даже одного фермента или какой-нибудь его дефект могут привести к серьезным отрицательным последствиям для организма.
Связь между ферментами и наследственными болезнями обмена веществ была впервые установлена А. Гэрродом в 1910-е гг. Если происходит мутация в гене, кодирующем определенный фермент, может измениться аминокислотная последовательность фермента. При этом в результате большинства мутаций его каталитическая активность снижается или полностью пропадает. Если организм получает два таких мутантных гена (по одному от каждого из родителей), в организме перестает идти химическая реакция, которую катализирует данный фермент. Например, появление альбиносов связано с прекращением выработки фермента тирозиназы, отвечающего за одну из стадий синтеза темного пигмента меланина. Фенилкетонурия связана с пониженной или отсутствующей активностью фермента фенилаланин-4-гидроксилазы в печени. В настоящее время известны сотни наследственных заболеваний, связанные с дефектами ферментов.
Ферменты широко используются в народном хозяйстве -- пищевой, текстильной промышленности, в фармакологии. Еще шире область использования ферментов в научных исследованиях и в медицине.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Ускорение химических реакций с помощью катализаторов. Особенности ферментов (энзимов) как высокоспецифичных белков, выполняющих функции биологических катализаторов. Строение ферментов, их специфичность и классификация. Этапы ферментативного катализа.
презентация [3,4 M], добавлен 20.11.2014Определение ферментов как специфических белков, присутствующих во всех живых клетках биологических катализаторов. Пространственность структурной молекулы ферментов, процесс биосинтеза оксидоредуктазы, трансферазы, гидролазы, лиазы, изомеразы и лигазы.
контрольная работа [13,5 K], добавлен 27.01.2011Понятие ферментов как глобулярных белков, которые состоят из одной или нескольких полипептидных цепей. Особенности строения простых и сложных ферментов. Субстратный, аллостерический и каталитический центры в строении простых и сложных ферментов.
презентация [76,4 K], добавлен 07.02.2017Характеристика ферментов, органических катализаторов белковой природы, которые ускоряют реакции, необходимые для функционирования живых организмов. Условия действия, получение и применение ферментов. Болезни, связанные с нарушением выработки ферментов.
презентация [2,6 M], добавлен 19.10.2013Химический состав, природа и структура белков. Механизм действия ферментов, виды их активирования и ингибирования. Современная классификация и номенклатура ферментов и витаминов. Механизм биологического окисления, главная цепь дыхательных ферментов.
шпаргалка [893,3 K], добавлен 20.06.2013Ферменты (энзимы) – каталитические белки. Характеристика, функция и принципы строения ферментов. Условия максимальной активности, кофакторы и коферменты. Распределение ферментов в организме. Диагностическое значение маркерных, секреторных и изоферментов.
презентация [27,2 K], добавлен 28.11.2015История исследования белков. Белки: строение, классификация, обмен. Биосинтез белка. Функции белков в организме. Роль в жизнедеятельности организма. Высокомолекулярные органические соединения. Болезни, связанные с нарушением выработки ферментов.
реферат [29,2 K], добавлен 05.10.2006Общая характеристика и основные типы ферментов. Химические свойства ферментов и катализируемых ими реакций. Селективность и эффективность ферментов. Зависимость от температуры и от среды раствора. Активный центр фермента. Скорость ферментативных реакций.
презентация [1,8 M], добавлен 06.10.2014Исследование биологической роли ферментов в механизмах взаимодействия адренергической и пептидергической систем. Определение активности ферментов флюорометрическим методом. Изучение гипофиза, гипоталамуса, больших полушарий и четверохолмия самцов крыс.
статья [14,0 K], добавлен 01.09.2013Специфические белки, катализирующие химические реакции в живых системах. Характеристика и классификация ферментов, их размеры и строение. Влияние условий среды на активность ферментов: факторы и кофакторы; заболевания, связанные с нарушением их выработки.
презентация [1,4 M], добавлен 07.05.2015Структура биологических мембран и строение их основы - билипидного слоя. Молекулярная масса мембранных белков, их различие по прочности связывания с мембраной. Динамические свойства биологических мембран и значение организации для биологических систем.
реферат [19,1 K], добавлен 20.12.2009Уникальные свойства ферментов как биокатализаторов, их высокая каталитическая активность и избирательность действия. Определение наличия и активности фермента в препарате. Факторы, влияющие на биосинтез ферментов, интенсификация процесса роста и синтеза.
реферат [19,5 K], добавлен 19.04.2010Биологическая роль нуклеиновых кислот. Строение и значение ферментов. Общая характеристика и биологические функции почек. Патологические компоненты в моче. Молекулярные механизмы утомления. Основные факторы, лимитирующие спортивную работоспособность.
контрольная работа [129,7 K], добавлен 20.06.2012Биологическая химия как наука, изучающая химическую природу веществ живых организмов. Понятие витаминов, коферментов и ферментов, гормонов. Источники жирорастворимых и водорастворимых витаминов. Понятие обмена веществ и энергии, обмена липидов и белков.
курс лекций [442,2 K], добавлен 21.01.2011Белки как класс биологических полимеров, присутствующих в каждом живом организме, оценка их роли и значения в процессе жизнедеятельности. Строение и основные элементы белков, их разновидности и функциональные особенности. Нарушение белкового обмена.
презентация [980,5 K], добавлен 11.03.2013Классификация, свойства, строение и номенклатура ферментов. Факторы, влияющие на их активность. Характеристика представителей гликозидазы, аептидгидролазы. Изучение особенностей метаболизма, анаболизма и катаболизма. Исследование структуры кофермента.
презентация [594,2 K], добавлен 25.12.2014Классификация ферментов, их функции. Соглашения о наименовании ферментов, структура и механизм их действия. Описание кинетики односубстратных ферментативных реакций. Модели "ключ-замок", индуцированного соответствия. Модификации, кофакторы ферментов.
презентация [294,1 K], добавлен 17.10.2012Белки - высокомолекулярные органические соединения, их аминокислотный состав. Определение свойств белков их составом и структурой белковой молекулы. Характеристика основных функций белков. Органоиды клетки и их функции. Клеточное дыхание и его строение.
контрольная работа [22,5 K], добавлен 24.06.2012Ферменты: биохимическое строение и физиологическая роль. Анализ методики определения активности ферментов и ферментативного спектра в жидкостях организма. Основные ферменты в моче в норме и при патологии. Ферментный спектр мочи при заболеваниях почек.
доклад [153,2 K], добавлен 10.03.2015Изучение ферментов, их свойств и механизма биологического действия. Проведение исследования современных представлений о механизме ферментативного трансаминирования. Разработка общей теории пиридоксалевого катализа. Строение фермент-субстратного комплекса.
реферат [189,0 K], добавлен 14.03.2015
