МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» ЗАУРАЛЬСКИЙ ФИЛИАЛ

Кафедра общей биологии и химии

ЕН.Ф.04.02., ОПД.Ф.02. ОРГАНИЧЕСКАЯ, БИОЛОГИЧЕСКАЯ И ФИЗКОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ

«БИОЛОГИЧЕСКАЯ И ФИЗКОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ»

Методические указания к выполнению лабораторных работ по теме: «ФЕРМЕНТЫ»

Специальности: 111201 Ветеринария

110401 Зоотехния

Сибай - 2009

УДК 577

ББК 28.072

С 12

Рекомендовано к изданию методической комиссией Зауральского филиала Башкирского ГАУ (протокол №____ от «___» ____________ 2009 г.)

Составитель: ст. преподаватель Сафаргалин А.Б.

Рецензент: к.б.н., доцент Юмагужина Н.С.

Ответственный за выпуск: Заведующий кафедрой общей биологии и химии, к.б.н., доцент Байрамгулов Н.Р.

Вводные замечания. Ферменты.

Ферменты или энзимы - биологические катализаторы белковой природы. Ферменты бывают простыми и сложными белками. Белковую часть сложных белков-ферментов называют апоферментом, а небелковую часть кофактором. Кофактор условно разделяют на кофермент (коэнзим) легкодиссоциирующий) и простетическую группу (труднодиссоциирующую). Кофермент легко присоединяется к различным апоферментам, а простетическая группа соединяется только с одним и тем же апоферментом.

Функции и свойства апофермента и кофактора следующие. Апофермент термолабилен, определяет специфичность фермента, участвует в соединении фермента с субстратом (S), активирует кофактор. Кофактор термостабилен, стабилизирует апофермент, участвует в катализе. В роли кофактора могут выступать ионы металлов (Na⁺, K⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, Fe²⁺, Mn²⁺, Cu²⁺, Zn²⁺и др.).

Коферменты часто бывают представлены веществами органической природы — нуклеотидами, витаминами (группа В) и др.

У ферментов имеется активный центр (та часть фермента, которая взаимодействует с субстратом) и аллостерический участок (часть олипептидной цепи, которая способствует определенному расположению активного центра, а с субстратом не соединяется).

Проферменты - предшественники ферментов, их неактивная форма.

Проферменты, как правило, характерны для ферментов, желудочно-кишечного тракта.

В названиях ферментов отражается не только характеристика стабилизируемой реакции, но и наименование субстрата, который подвергается превращению. Как правило, названия ферментов составляются из двух частей с добавлением окончания «аза». Например, лактатдегидрогеназа - фермент, катализирующий отщепление водорода от лактата (молочной кислоты). Для ряда ферментов сохранились старые исторически сложившиеся названия. Например, пепсин, трипсин, папаин и др.

В соответствии с рекомендациями Международного союза (1961) все

ферменты разделены на 6 классов. В основу деления классов положен тип

катализируемой реакции.

1. Оксидоредуктазы катализируют окислительно-восстановительные реакции. Сюда относят аэробные (оксидазы) и анаэробные дегидрогеназы. Первые катализируют перенос водорода с субстрата на кислород, вторые - с субстрата на другой субстрат. К этому же классу относят злектронотранспортазы (цитохромы дыхательной цепи), а также каталазу и пероксидазу, расщепляющих перекись водорода.

2. Трансферазы катализируют перенос функциональных групп (аминогрупп, остатков фосфорной кислоты, метильных групп и других) с одного субстрата на другой. К этому классу относят аминотрансферазы, фосфотрансферазы, сульфотрансферазы и др.

3. Гидролазы катализируют реакции гидролиза (распада соединений на более простые под действием молекул воды). К этому классу относятся ферменты, действующие на сложно-эфирные связи (эстеразы), гликозидные связи (гликозидазы), пептидные связи (пептидазы) и др. К этому классу, в том числе относятся все пищеварительные ферменты.

4. Лиазы катализируют распад органических соединений негидролитическим путем, сопровождающмся образованием двойной связи или, наоборот, присоединением групп к двойной связи. К этому классу относят ферменты декарбоксилазы, гидратазы и другие.

5. Изомеразы катализируют разнообразные реакции изомеризации (например, взаимопревращение альдоз в кетозы), а также внутримолекулярный перенос групп. В последнем случае ферменты называются мутазами.

6. Лигазы (синтетазы) катализируют реакции синтеза органических

веществ из нескольких молекул с использованием энергии расщепления АТФ и АДФ.

В каждом классе имеются подклассы, характеризующиеся субстратом, на который действует данный фермент. Подклассы делятся на подподклассы, которые детализируют тип реакций в каждом подклассе и определяются по акцепторам. Каждый фермент имеет свой шифр из четырех цифр, где 1 -я цифра означает класс, 2-я - подкласс, 3-я - подподкласс, а 4-я - порядковый номер фермента в данном подклассе. Например, пепсин имеет классификационный номер— КФ.3.4.4.1, где 3 - класс гидролаз; 4 - подкласс: реакции гидролиза пептидной связи белка; 4- подподкласс: разрыв пептидной связи, образованной ароматическими кислотами (эндопептидаза); I - порядковый номер фермента в данном подклассе.

Время, отводимое на выполнение работ – 4 часа.