2 Ферменттердің биосинтезі және клеткадағы шоғырлануы

Әр клеткадағы фермент молекунасының биосинтезі әдеттегі белоктың биосинтезі сияқты өтеді.

Ферменттер клетканың тек белгілі бір аудандарында ғана шоғырланған. Мысалы, май қышқылдарының ß тотығуының және клетканың тыныс алу ферменттері митохондрияда; белоктың биологиялық түзілуіне қатысы бар ферменттер либосомаларда; гюкозаға, май қышқылдрының түзілуіне қатысатын және амин қышқылдарын активтендіретін ферменттер гиалоплазмада шоғырланған.

Компартментализацияның ортасында ферменттер арасындағы бәсеке жойылады.

3 Ферменттерді алу және тазалау әдістері

Ферменттер белок тектес заттар болғандықтар, белоктарды алу әдістерін ферменттергеде қолданады.

Ең алдымен ферментті алуға арналған материалды түрлі қоспалардан босатады. Сонан соң материалды гомогенизаторға немесе ультра дыбыс, автолиз және т.б. әдістермен төменгі температурада (2-8°C) ұсақтайды. Ұсақталған гомогенизацияланған материалды центрифугалайды. Сұйық бөлігіне « центрфугат» ферменттер өтеді, ал тұнбаны алып тастайды.

Ферменттерді тұнбаға түсіру үшін центрифугатқа амони сульфатын немесе органикалық еріткіштерді (этил спирті, ацетон ) қосады. Сол кезде барлық белоктар сонымен қатар ферменттер де тұнбаға түседі. Ферменттерді бөлу үшін ион алмасу хроматографиясы, немесе электрофорез (полиакриламид, крахмал, агар­агар гелі).

Ферменттерді тазалау үшін диолиз әдісін пайдаланады.

4 Ферменттердің химиялық табиғаты және құрылысы. Коферменттер

Ферменттер химиялық табиғаты жағынан ­ белоктық заттар. Ферменттің тездеткіштік қызметі оның малекуласында белок барлығына байланысты. Совет ғалымдары көптеген белоктардың ферментативтік қасиетке ие екендігін дәлеледеді. Мысалы, бұлшық өттердің миозині (В.А.Энгельгардт). Бұл жөнінде К.А.Тимирязевтің өзі былай деп айтқан болатын: «Белок затының бір шеңгелінде бүкіл тірі дененің механизмі берілген». Олай болса ферменттер де, молекуласының құрлысына қарай, белоктар сияқты қарапайым және күрделі болып екі топқа бөліпнеді.

Қарапайым ферменттердің молекуласы тек қана белоктардан тұратын бір компонентті ферменттер болып келеді. Яғни, қарапайым ферменттер дегеніміз бұл қарапайым белоктар. Гидролиздегенде тек амин қышқылдарына ғана ыдырайды. Оған жататындар: рибонуклеаза, пепсин, химотрипсин, папаин, амилалар және т.б. гидролазалар.

Күрделі ферменттер деп күрделі белоктарды айтады.олардың молекуласы белоктық жәнк белосыз заттаодан тұратын екі компоненті ферментер. Белоктың бөлігін апофермент, ал белоксыз бөлігін кофермент немесе простетикалық топ деп атайды. Диализ кезінде белоктық бөлігі диализаторда қалады да, ал белок емес бөлігі емес бөлігі жартылай өткізгіш мембранадан өтіп кетеді. Апоферментсіз коферменсіз активсіз, дәл солай кофермент апоферментсіз активсіз. Металдардың иондары немесе белок емес органикалық заттар күрделі ферменттердің кофакторлары болып келеді. Көптеген ферменттер өзінің активтігін демеуге екі кофактордың да қатысуын керек етеді. Көптеген металдардың иондары ферменттердің жақсы активаторлары:

Na⁺, K⁺, Ca²⁺,Mg²⁺, Zn²⁺, Cu²⁺, Mn²⁺, Fe²⁺ т.т.

Кофферменттер (латын сөзінен «ко» бірге және ферменттер) ферменттің белокты бөлігімен әлсіз байланысқан белок емес органикалық қосылыстардан тұратын бөлігі. Бұған дегидрогеназалар мысал бола алады.

Простетикалық топ деп ферменттің белокты бөлігмен берік байланысқан кофакторын айтады. Мәселен, гемоглобиндегі темірпорфирин комплексі (гем) белокпен берік байланысқан.

Биохимиялық реакцияларда коферментін 2 міндет атқарады: олар күрделі ферменттің активтік орталығын қалыптастыра отырып, ферментті субстрат молекуласымен түйістіреді. Сөйтіп, соңғысының катализдік өзгеруін іске асырады.

Коферменттер катализдік процестің барысында электрондарды, протондары, жекелеген атомдары және олардың топтарын бір субстраттан екіншісіне тасымалдауға қатысады.

Жалпы айтқанда, катализдік процесті фермент өзінің бүкіл молекуласымен жүзеге асырады. Оның белоктық бөлігі ферменттің талдаушылық (іріктеушілік) қасиетін және реакцияның жылдамдығын аңықтайды.

Апофермент субстратты уақытша қосып алады, ал коферменттерді, олардың қызметтері бойынша үш топқа бөлуге болады:

оксидоредуктаза коферменті сутегін және электрондарды тасымалдаушылыр.

трансфераза коферменттері атомдар тобының тасымалдаушылары.

изомераза, лиаза және легаза (синтетаза) коферменттері. Коферменттердің тізімі үш кестеде көрсетілген.

Бұл кестеден көптеген коферменттердің құрамына витаминдер немесе олардың туындылары кіретіндігін байқап отырмыз. Бұдан, витаминдердің жетіспеуі коферменттің түзілуін тежейтіндігін, яғни фермент синтезінің бұзылуына алып келетінін түсінуге болады. Осыдан барып организмде зат алмасуының бұзылуы пайда болады.