26. Принципи та методи виявлення ферментів у біооб'єктах. Одиниці виміру активності та кількості ферментів.
Оскільки кількість ферменту в біологічному об'єкті у більшості випадків визначити неможливо, для характеристики швидкості біохімічної реакції, що каталізується певним ферментом, за умов сталості інших показників середовища (фізико-хімічних параметрів, концентрації активаторів та інгібіторів) користуються значеннями активності ферменту. Активність ферменту - це умовна величина, що прямо пропорційна швидкості біохімічної реакції, яку каталізує певний фермент. У свою чергу, як легко зрозуміти, швидкість ферментативної реакції можна визначити або за кількістю субстрату (S), що перетворився за певний проміжок часу, або за кількістю накопиченого за цей час продукту реакції (Р). У біохімічній практиці для кількісної характеристики реакцій, що каталізуються ферментами, використовують умовні величини - одиниці ферменту. Загальновживаними є такі одиниці ферменту:
1.
За одиницю ферменту U (unit, англ.), що
рекомендована Міжнародним біохімічним
союзом (МБС), приймають таку його
кількість, яка каталізує перетворення
1 мкмоль субстрату за 1 хвилину:
2.
При використанні одиниць системи СІ
(SI) активність ферменту виражають у
каталах (кат). 1 Катал (кат) - така кількість
ферменту, яка каталізує перетворення
1 моля субстрату за 1 с:
3. Розповсюдженою одиницею є питома активність ферменту, яка визначається кількістю одиниць ферментної активності, що припадають на 1 мг білка в біологічному об'єкті (U/мг білка). У медичній ензимології активність ферменту часто виражають в одиницях (U) на 1 л досліджуваної біологічної рідини - сироватки крові, слини, сечі тощо (U/л).
27. Обмін речовин (метаболізм) - загальні закономірності протікання катаболічних та анаболічних процесів.
Метаболізм, що є найбільш характерною ознакою та неодмінною умовою існування будь-якої біологічної системи, поділяється на анаболізм (асиміляцію, синтез) та катаболізм (дисиміляцію, розщеплення молекул).
Катаболізм. Процеси катаболізму являють собою сукупність реакцій розщеплення хімічних сполук, що надходять в організм у вигляді продуктів харчування та містять чужорідні вуглеводи, ліпіди, білки тощо. Крім того, в будь-якій клітині постійно відбувається розщеплення власних біомолекул. Катаболізм є екзергонічним процесом, тобто таким, що призводить до вивільнення хімічної енергії, яка частково використовується організмом в ході анаболізму. Ця хімічна енергія звільняється в результаті реакцій окислення біомолекул - проміжних продуктів внутрішньоклітинного розщеплення моносахаридів: переважно глюкози, жирних кислот, гліцерину та деяких амінокислот. Основні реакції біологічного окислення, що вивільняють енергію, необхідну для процесів життєдіяльності, відбуваються в мітохондріях (саркосомах), у мембранах яких локалізовані також складні ферментні та йонтранспортуючі системи, які реалізують накопичення енергії окислювальних процесів у вигляді високоенергетичних (макроергічних) зв'язків АТФ.
Анаболізм являє собою постійний синтез молекул та побудову структур власного організму з органічних сполук, що надходять з навколишнього середовища у вигляді продуктів харчування та продуктів їх перетворення (інтермедіатів). Процеси анаболізму є ендергонічними, тобто такими, що потребують витрат хімічної енергії, яка постачається за рахунок реакцій катаболізму, переважно у формі молекул АТФ. Таким чином, живі організми за термодинамічними закономірностями їх функціонування є не тепловими машинами, а хімічними машинами, тобто системами, в яких різні види роботи здійснюються за рахунок хімічної енергії молекул, до того ж при сталій температурі (у людини близько 37 °С). При цьому джерелом хімічної енергії для ендергонічних процесів синтезу та побудови нових клітинних структур є екзергонічні реакції біологічного окислення, що відбуваються в електротранспортних ланцюгах мітохондрій та акумулюють цю енергію в ході окисного фосфорилування.