Презентация по биохимии на тему: ФЕРМЕНТЫ Выполнила: Тектониди Е.Л. Ферменты Ферменты – это специфические белки, которые действуют как катализаторы в биологических системах. СВОЙСТВА Дают положительные цветные реакции на белки. При гидролизе распадаются до аминокислот. Являются амфотерными соединениями. В отличие от других белков ферменты обладают каталитической активностью: способны увеличивать скорость химической реакции, но не расходуются в процессе этой реакции. Учение о ферментах выделено в самостоятельную науку – энзимологию. Локализация ферментов в организме • Общие (универсальные) ферменты. Обнаруживаются практически во всех клетках, обеспечивают жизнедеятельность клетки, энергообмен. Общие ферменты разных тканей и органов, тем не менее, отличаются по активности. • Органоспецифические ферменты. Ферменты, свойственные только или преимущественно определенному органу или ткани, называются органоспецифическими. В печени – это аргиназа, урокиназа, гистидаза, сорбитолдегидрогеназа. Органоспецифическим ферментом почек и костной ткани является щелочная фосфатаза, предстательной железы – кислая фосфатаза, поджелудочной – α-амилаза и липаза. Ферменты в клетке Органеллоспецифические ферменты. Органеллы – постоянные компоненты клетки, необходимые для ее существования. Разным органеллам клетки присущ специфический набор ферментов, которые определяют их функции: • клеточная мембрана: щелочная фосфатаза, аденилатциклаза; • цитоплазма: ферменты гликолиза, пентозного цикла; • рибосомы: ферменты, обеспечивающие синтез белка; • лизосомы: гидролитические ферменты; • ядро клетки: ферменты, обеспечивающие синтез РНК и ДНК; Классификация ферментов Современные классификация и номенклатура ферментов были разработаны Комиссией по ферментам Международного биохимического союза, учрежденной в 1956 г., и утверждены на V Международном биохимическом конгрессе в 1961 г. в Москве. Эта классификация и номенклатура действуют и поныне, пополняясь вновь открываемыми ферментами. Класс Тип катализируемой реакции Оксидоредуктазы Окисление - восстановление Трансферазы Межмолекулярный перенос групп атомов, отличных от атомов водорода Гидролазы Гидролиз различных связей Лиазы Расщепление связей углерода с кислородом, азотом, серой или другим углеродом без участия молекул воды Изомеразы Внутримолекулярный перенос групп с образованием изомерных форм Лигазы (синтетазы) Соединение двух молекул и образование связей С–С, С–О, С–S и С–N Оксидоредуктазы Ферменты, катализирующие окислительно-восстановительные реакции. Для ферментов этого класса характерны следующие особенности: • Они формируют окислительно-восстановительные системы; • Катализируют реакции, связанные с высвобождением энергии; • Являются сложными ферментами. Реакции, катализируемые оксидоредуктазами, в общем виде выглядят так: 𝐴𝐴− + 𝐵𝐵 → 𝐴𝐴 + 𝐵𝐵− Где A — восстановитель (донор электронов), а B — окислитель (акцептор электронов). Трансферазы Класс ферментов, катализирующих реакции переноса атомных групп или молекулярных остатков от одного субстрата к другому. В зависимости от типа переносимой группы выделяют подклассы: – фосфотрансферазы (−𝑃𝑃𝑂𝑂3 𝐻𝐻2 ); – аминотрансферазы (−𝑁𝑁𝐻𝐻2 ); – метилтрансферазы (−𝐶𝐶𝐻𝐻3 ); – ацилтрансферазы (−𝑅𝑅 − 𝐶𝐶 = 𝑂𝑂); (𝑅𝑅 – обозначение радикала). Реакции, катализируемые трансферазами, в общем случае выглядят так: 𝐴𝐴 − 𝑋𝑋 + 𝐵𝐵 → 𝐴𝐴 + 𝐵𝐵 − 𝑋𝑋 Молекула A здесь выступает в качестве донора группы атомов (X), а молекула B является акцептором группы. Часто в качестве донора в подобных реакциях переноса выступает один из коферментов. Многие из катализируемых трансферазами реакций являются обратимыми. Гидролазы Ускоряют реакции гидролитического расщепления (катализирует гидролиз ковалентной связи). Подкласс указывает на природу расщепляемой связи: • эстеразы (расщепляют сложноэфирную связь); • гликозидазы (расщепляют гликозидную связь); • пептидазы (гидролизуют пептидную связь). Общий вид реакции, катализируемой гидролазой, выглядит следующим образом: 𝐴𝐴 − 𝐵𝐵 + 𝐻𝐻2 𝑂𝑂 → 𝐴𝐴 − 𝑂𝑂𝑂𝑂 + 𝐵𝐵 − 𝐻𝐻 В клетках гидролазы находятся в особых органеллах - лизосомах и называются лизосомальными ферментами. Под влиянием лизосомальных ферментов чужеродные вещества, поступающие в клетку, а затем в лизосомы, подвергаются расщеплению. Распадаются и вещества, образующиеся в избытке непосредственно в клетке. Поэтому лизосомальные ферменты называются «клеточными санитарами». Лиазы К классу лиаз относят ферменты, катализирующие разрыв связей С–О, С–С, С–N, а также обратимые реакции отщепления различных групп от субстратов негидролитическим путем. Могут отщеплять 𝐶𝐶𝑂𝑂2 , 𝐻𝐻2 𝑂𝑂, 𝑁𝑁𝐻𝐻3 и более сложные группы. Эти реакции сопровождаются образованием двойной связи или присоединением групп к месту разрыва двойной связи. Подклассы лиаз и катализируемые реакции Подкласс 1 2 3 Присоединение по двойной связи = 𝐶𝐶 = 𝐶𝐶 − = 𝐶𝐶 = 𝑂𝑂 = 𝐶𝐶 = 𝑁𝑁 − Изомеразы К данному классу относят ферменты, катализирующие взаимопревращения изомеров (изомеры - химические вещества одинаковые по атомному составу и молекулярной массе, но различающиеся по строению или расположению атомов в пространстве и, вследствие этого, по свойствам). Изомеразы катализируют реакции подобные следующей: где 𝐴𝐴 является изомером 𝐵𝐵. 𝐴𝐴 → 𝐵𝐵 Пример: Лигазы К классу лигаз относят ферменты, катализирующие синтез органических веществ из двух исходных молекул с использованием энергии распада АТФ. (Главная роль АТФ в организме связана с обеспечением энергией многочисленных биохимических реакций. Являясь носителем двух высокоэнергетических связей, АТФ служит непосредственным источником энергии для множества энергозатратных биохимических и физиологических процессов.) Выделяют ферменты, катализирующие образование связей 𝐶𝐶 − 𝑁𝑁, 𝐶𝐶 − 𝐶𝐶 и других. Пример:
