Ферменти – хімія
З цими біологічно активними речовинами ви зустрічалися не раз: і в курсі хімії 8 класу, коли знайомилися з ферментативним каталізом, і в курсі біології 9 класу, вивчаючи травні ферменти. Тому визначення поняття “ферменти” вам вже відомо.
Зараз хімікам відомо більше 2000 ферментів. Всі вони мають ряд специфічних властивостей, що відрізняють їх від неорганічних каталізаторів.
Зрозуміло, що, будучи за своєю природою білками, ферменти повинні мати великі значення відносної молекулярної маси. Дійсно, вона може коливатися в межах від 105 до 107.
Кожен фермент прискорює тільки одну яку-небудь реакцію або групу однотипних реакцій. Цю їх особливість називають селективністю (вибірковістю дії). Вона дозволяє організму швидко і точно виконати чітку програму синтезу потрібних йому сполук на основі молекул, що містяться в їжі, або продуктів їх перетворень. Розташовуючи великим набором ферментів, клітина розкладає молекули білків, жирів і вуглеводів до невеликих фрагментів (амінокислот, гліцерину і жирних кислот, моносахаридів відповідно) і з них заново будує білкові та інші молекули, які будуть точно відповідати потребам даного організму. Недарма великий російський фізіолог, нобелівський лауреат І. П. Павлов назвав ферменти носіями життя.
Специфічність, або вибірковість, ферментів настільки велика, що їх порівнюють з ключем, який підходить тільки до одного замку. Ферменти, як правило, прискорюють однотипні реакції, і лише деякі з них діють тільки на одну-єдину реакцію.
У процесах обміну речовин, що протікають в живих організмах за допомогою ферментів, велике значення має оптична ізомерія. Як вам відомо з курсу біології, ці процеси йдуть за допомогою білків-ферментів, молекули яких хіральні. І так само, як не можна натягнути ліву рукавичку на праву руку, так само неможливо змусити працювати ферменти, якщо конфігурація катализируемого їм оптичного ізомеру не відповідає конфігурації активного центру ферменту, а тому контакт між ними неможливий.
Цим і пояснюється той факт, що в живій природі хіральні сполуки представлені, як правило, однією формою. На підставі такого роду спостережень Луї Пастер ще в 1860 р підкреслював: “Асиметрія молекулярногобудови, бути може, утворює єдину чітку межу, що розділяє хімію живої та неживої природи”.
Більшість ферментів володіє дуже високою ефективністю. Швидкість деяких ферментативних реакцій може бути в 1015 разів більше швидкості реакцій, що протікають в їх відсутність. Така висока ефективність ферментів пояснюється тим, що їх молекули в процесі “роботи” дуже швидко відновлюються (регенерують). Типова молекула ферменту може регенерувати мільйони разів за хвилину, наприклад широко використовуваний в сироваріння фермент реннін здатний викликати коагуляцію (згортання) білків молока в кількостях, в мільйони разів більша його власну масу. Цей фермент виробляється слизовою оболонкою особливого відділу шлунка жуйних тварин – сичуга.
Багато ферменти мають найбільшою ефективністю при температурі людського тіла, т. Е. Приблизно при 37 ° С. Людина гине, коли його температура нижче 35 ° С і вище 42 ° С, не стільки через те, що його вбила хвороба, а в першу чергу через те, що перестають діяти ферменти, а отже, припиняються обмінні процеси, які і визначають сам процес життя.
Ферменти найбільш ефективно діють на біохімічну реакцію при строго певному середовищі розчину, при певних значеннях так званого водневого показника pH. Величина pH, як показано на схемі, характеризує кислотність і основність розчинів і може приймати значення від 1,0 до 14,0.
Фермент шлункового соку пепсин найбільш активний при pH від 1,5 до 2,0 (сильнокислотную середу), каталаза крові – при pH, рівному 7,0 (нейтральна середу), і т. Д.
Продукти харчування, в процесі приготування яких використовують ферменти
Кислотність або основність середовища фізіологічних рідин визначає біологічну активність клітин організму, яка, в свою чергу, залежить від “роботи” діють в них ферментів (табл. 6). Кожна з фізіологічних рідин має певне значення pH, і відхилення від норми може бути причиною важких захворювань.
Ферменти відіграють важливу роль і в проведенні багатьох технологічних процесів.
(1 votes, average: 5.00 out of 5)