Ферменты как биологические катализаторы, их роль в процессах обмена веществ.

Ферменты как биологические катализаторы, их роль в процессах обмена веществ.

Свойства ферментов как биокатализаторов.

Общие представления о классификации ферментов.

Витамины и их классификация и участие в обменных процессах.

Ферменты как биологические катализаторы, их роль в процессах обмена веществ.

Биокатализ. Все химические реакции, происходящие в клетке, протекают под действием биологических катализаторов, ферментов (энзимов). Ферменты (энзимы) – биологические катализаторы, преимущественно белковой природы. Подавляющее большинство ферментов имеют белковую природу. Термин фермент (от лат. fermentum – закваска) был предложен в начале 17 века голландским ученым Ван Гельмонтом для обозначения веществ, способствующих протеканию спиртового брожения. В 1878 году Кюне предложил термин энзим (от греч. en – внутри, zyme – закваска). Таким образом, оба эти названия обозначали вещества, вызывающие процессы брожения. Природа этих веществ в то время была фактически не известна.

Энзимология – раздел биохимии, изучающий ферменты.

И ферменты, и неорганические катализаторы, подчиняются одним и тем же законам катализа:

- катализируют только энергетически возможные реакции;

- не расходуются в процессе реакции;

- не участвуют в образовании продуктов реакции

- не изменяют направление протекания реакции.

Однако по ряду признаков ферменты отличаются от неорганических катализаторов.

Во-первых, как мы уже отмечали выше, подавляющее большинство ферментов имеют белковую природу и, следовательно, являются высокомолекулярными соединениями. Во-вторых, в отличие от неорганических катализаторов ферменты действуют в «мягких» условиях: при атмосферном давлении, нейтральных значениях рН, при температурах 30–40°С. Кроме того, скорость ферментативного катализа во много сотен раз выше, чем неорганического. Одна единственная молекула фермента может за 1 минуту катализировать до миллиона химических реакций. Ферменты обладают высочайшей специфичностью по отношению к субстрату, то есть они осуществляют катализ одной единственной строго определенной реакции или группы однотипных реакций. При этом ферментативный катализ в большинстве случаев стериоспецифичен, ферменты способны «различать» молекулы, различающиеся только положением химических групп в пространстве, что абсолютно не свойственно неорганическим катализаторам.

В отличие от неорганических катализаторов ферменты являются катализаторами с регулируемой активностью. Они могут взаимодействовать с различными факторами внешней и внутриклеточной среды, и изменять под действием этих факторов свои ферментативные свойства. Таким образом, скорость протекания ферментативных процессов в клетке может ускоряться или замедляться под действием различных условий, что обеспечивает приспособление организма к условиям среды на молекулярном уровне.

Роль ферментов в жизнедеятельности организма заключается в:

1. стимуляции процесс переваривания и всасывания пищи;

2. регуляции осмотическое давление, нормализации значений рН различных сред;

3. активизации метаболизма и выведения умерших клеток из организма;

4. обеспечении обмена веществ, формировании повышенной резистентности (способность организма противостоять воспалительным процессам;

5. детоксикации организма (очищают лимфу и кровь);

6. повышении иммунитета и способности организма к самовосстановлению и саморегуляции.