ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 30.06.2025
Просмотров: 363
Скачиваний: 6
Министерство образования Республики Беларусь
МОГИЛЕВСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
КАФЕДРА ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
ФЕРМЕНТЫ-ГИДРОЛАЗЫ
Методические указания к лабораторному практикуму по дисциплине "Биохимия"
для студентов специальностей Т.18.01., Т.18.02., Т.18.03.
Часть II. «Витамины и ферменты»
"Ферменты" (раздел 1).
Могилев 2000
УДК 557.1
Методические указания рассмотрены и утверждены на заседании кафедры ХТВМС.
Протокол №__ от____2000г.
Составители: доц. О.Н.Макасеева
асс. Л.М.Ткаченко
доц. О.М.Баранов
(графическая часть и оформление)
Научный редактор: профессор Б.Э.Геллер
Рецензенты профессор Г.Н.Роганов
доцент Т.Н.Шингарева
© Могилевский технологический институт
Содержание
С.
Введение 4
1. Классификация и номенклатура 5
2. Определение активности ферментов 5
3. Общие свойства ферментов 7
4. Гидролазы 13
Список использованных источников 52
Введение
Ферменты, или энзимы – это высокомолекулярный класс веществ белковой природы, используемый живыми организмами для осуществления с высокой скоростью многих тысяч взаимосвязанных химических реакций. Жизнь и многообразие ее проявлений – это сложная совокупность реакций, катализируемых специфическими ферментами.
Ферменты обеспечивают осуществление таких важнейших процессов жизнедеятельности, как экспрессия (реализация) наследственной информации, биоэнергетика, синтез и распад биомолекул (обмен веществ). По строению ферменты могут быть однокомпонентными – простыми белками, и двухкомпонентными – сложными белками, содержащими небелковый компонент – кофактор. Пептидную часть фермента называют – апоферментом. Молекула фермента характеризуется уникальностью структуры, которая и определяет уникальность ее функции.
Ферменты отличаются тремя уникальными свойствами. Во-первых, это самые эффективные из известных катализаторов, так как очень малые (микромолярные) количества ферментов способны в очень большой степени ускорять реакцию. Большинство реакций в клетке протекает примерно в миллион раз быстрее, чем, если бы они протекали в отсутствие ферментов.
Во-вторых, большинство ферментов отличаются специфичностью действия, практически каждая реакция превращения реагирующего вещества (называемого субстратом) в продукт осуществляется специальным ферментом. И в-третьих, действие большинства ферментов регулируется, т.е. они способны переходить от состояния с низкой активностью к состоянию с высокой активностью и обратно.
Индивидуальность живой клетки в большой степени определяется уникальным набором ферментов, который она генетически запрограммирована производить.
Отсутствие даже одного фермента или какой-нибудь его дефект могут иметь очень серьезные отрицательные последствия для организма.
Изучение ферментов имеет огромное значение для любой фундаментальной и прикладной области биологии, а также для многих практических отраслей (медицины, химической, фармацевтической), занятых приготовлением катализаторов, антибиотиков, витаминов и др. Ферменты играют важную роль и в пищевой промышленности. Превращение исходного сырья в готовые продукты в таких отраслях как виноделие, пивоварение, производство спирта, хлебопечение, сыроварение, консервирование, производство кисломолочных продуктов, осуществляемых при непосредственном участии ферментов, являются биотехнологическими. Ферменты могут способствовать протеканию необходимого технологического процесса или затруднить его протекание.
Наука о питании базируется на точных знаниях поэтапного расщепления питательных веществ под влиянием ферментов пищеварительного аппарата.
В данном методическом указании рассматриваются некоторые ферменты из класса гидролаз и оксидоредуктаз, участвующие в процессе пищеварения и пищевых технологиях.
Классификация и номенклатура
В настоящее время из всех типов организмов удалось выделить более 3500 ферментов. Для 50 ферментов с помощью ренгеноструктурного анализа определена пространственная структура.
Международным биохимическим союзом введены номенклатуры: систематическая и тривиальная. Основные черты систематической номенклатуры состоят в следующем:
1. Ферменты подразделяются на шесть классов по типу реакций, которые они катализируют (см. Приложение 2): 1) оксидоредуктазы; 2) трансферазы; 3) гидролазы; 4) лиазы; 5) изомеразы; 6) лигазы; (синтетазы). В каждом из классов имеется несколько подклассов (от 4 до 13).
Название фермента складывается из названия субстрата + тип катализируемой реакции + окончание "–аза".
Каждый фермент имеет шифр, состоящий из 4–х чисел, разделенных точками. Первое число определяет класс, второе – подкласс, третье – подподкласс, четвертое – номер фермента в пределах подподкласса.
Поскольку многие из этих систематических названий оказались очень длинными, каждому из ферментов было присвоено тривиальное (рабочее) название. Оно состоит из названия субстрата, на который действует данный фермент, указания на тип реакции и окончания "аза".
Таблица 1 – Фрагмент из списка ферментов
|
Шифр |
Рекомендуемое (рабочее) название |
Реакция |
Систематическое название |
Примечание: специфичность и др. зависимости |
|
к.ф.1.1.1.27 |
Лактатдегидро-геназа |
L–лактат + НАД+ пируват + НАДН2 |
L–лактат: НАД+ оксиредуктаза |
Окисляет и др. оксимонокарбоновые кислоты |
|
к.ф.2.6.1.5 |
Тирозинамино-трансфераза |
L–тирозин+2–оксо-глутарат 4–оксифенилпируват + L–глутамат |
L–тирозин: 2–оксоглутаратамино-трансфераза |
Протеин пирид-оксальфосфата |
Определение активности ферментов
Определение количественного содержания ферментов в биологических объектах представляет определенные трудности, поскольку, за редким исключением, ферменты в тканях присутствуют в тканях в ничтожно малых концентрациях. Поэтому о количестве ферментов судят по скорости катализируемой реакции в определенных согласованных условиях измерения. При оптимальных условиях: температура, рН среды и полном насыщении фермента субстратом, скорость катализируемой реакции прямо пропорциональна концентрации фермента. О скорости ферментативной реакции судят или по скорости убыли субстрата, или по скорости образования продукта реакции. Для выражения концентрации фермента и количественной оценки его активности в условных единицах комиссией по ферментам Международного биохимического союза была рекомендована стандартная международная единица Е.
Единицы ферментативной активности
За единицу ферментативной активности (Е) принимают количество фермента, катализирующего превращение 1 микромоля субстрата за 1 мин:
, (1)
где М – количество превращенного субстрата, мкмоль;
t – время инкубации, мин.
В связи с введением Международной системы единиц (СИ) предложено выражать активность фермента в каталах (кат, kаt): Екат есть каталитическая активность, способная осуществлять реакцию со скоростью, равной 1 молю в 1 с. (1 моль/с). Отношение международной единицы (Е) к каталу можно выразить следующим образом: 1 кат = 1 мольс–1 = 60 моль мин–1 = 60106 мкмольмин–1 = 610–7 Е, или 1Е = 1 мкмольмин–1 = (1/60) мкмоль е–1 = (1/60) мккат =16,67 нкат. Таким образом, 1Е фермента соответствует 16,67 нкат.
Для выражения активности в практической работе с ферментами пользуются понятиями удельной и молярной активности.
Удельную активность фермента определяют путем деления числа единиц ферментативной активности на массу белка (или ткани), г или мг.
,
(2)
где Е – число единиц ферментативной активности;
m – масса белка (ткани), г или мг
Молярную активность фермента определяют путем деления числа единиц ферментативной активности в образце на массу фермента, выраженную в микромолях (для очищенных ферментов):
, (3)
где Е – число единиц ферментативной активности;
m – масса фермента, мкмоль.