3.2.2. Синтез і розпад білків
Для біосинтезу білка необхідні витрати великої кількості енергії. Лише на активування кожної амінокислоти використовується енергія двох молекул АТР, тобто приблизно 40 кДж–1.
Крім того, етапи ініціації, трансляції і парування основ можливі завдяки енергії гуазинтрифосфату (ГТР¾®ГДР + Фн), тобто ще 80 кДж. Отже, на утворення кожного пептидного зв¢язку витрачається 160 кДЖ енергії.
Процеси синтезу, оновлення і розпаду білкових молекул у рослинному організмі відбуваються постійно. Їх інтенсивність визначається віком і станом клітини, органа або рослини в цілому. Під час інтенсивного росту клітини синтезується найбільша кількість білків, яка у 9–10 разів перевищує їх вміст у новоутвореній клітині. Після завершення ростових процесів інтенсивність біосинтезу білків незначна.
Джерелом енергії для біосинтезу є дихання і фотосинтез. Між інтесивністю синтезу білка та інтенсивністю дихання існує взаємозв¢язок, у молодих органах і тканинах велика швидкість біосинтезу білка поєднується з високою інтенсивністю дихання. Відповідно, фактори, що пригнічують процес дихання, інгібують і синтез білка. Аналогічною є закономірність між фотосинтезом і утворенням білків.
Процеси розпаду білків мають не менше значення у життєдіяльності організму, ніж процеси їх синтезу. На відміну від біосинтезу, для якого необхідна наявність високоорганізованих клітинних структур і велика кількість енергії, розпад білків відбувається при незначній зміні вільної енергії системи.
З проблемою синтезу і розпаду білків пов¢язана і проблема їх оновлення. Амінокислоти і білки у рослинах оновлюються досить інтенсивно, що залежить від онтогенетичного стану організму, органа, клітини.
3.3. Ферменти, хімічна природа і будова молекули
У рослинній клітині досить легко і швидко відбувається багато найскладніших біохімічних реакцій, які супроводжуються синтезом і розкладанням білків, жирів, вуглеводів і низки інших сполук. Більшість таких реакцій поза організмом практично не можлива або вимагає певних умов. Проходження багатьох процесів у рослині при звичайних фізіологічних умовах з високою інтенсивністю пояснюється наявністю у живих клітинах численних біологічних каталізаторів, що називаються ензимами або ферментами.
Каталізатори здатні різко збільшувати швидкість хімічних реакцій і залишатися при цьому кількісно і якісно незмінними.
Ферменти – це високоспецифічні біологічні каталізатори. Будь-яка клітина містить тисячі ферментів, кожний з яких регулює відповідну хімічну реакцію або групу взаємопов’язаних реакцій. У цьому полягає одна з основних властивостей ферментів – специфічність дії.
Фермент визначає не можливість здійснення реакції, а лише її швидкість. У зв’язку з тим, що каталітичні властивості ферментів реалізуються лише у біологічних системах, їх прийнято називати біокаталізаторами. Вони проявляють свою дію як у однорідних (гомогенних) системах, наприклад, у рідинних розчинах, газах і т.п., так і у гетерогенних (дрібнодисерсних), тобто тих, що складаються з кількох фаз (рідина і дуже подрібнена речовина, дві рідини, що не змішуються і тощо). Прикладом каталізу у гетерогенному середовищі може бути реакція розкладу водного розчину перекису водню за наявносьті дрібнодисперсної платини на воду і кисень:
У хімічних реакціях роль каталізатора завжди виконує вода. Наприклад, реакції сполучення хлору з металами, кисню з воднем, натрію з фосфором і ряд інших проходять з великою швидкістю за наявності принаймні слідової кількості води.
Назва ферменту складається звичайно з кореня латинської назви субстрату, на який діє фермент, або назви процесу, що каталізується цим ферментом, і суфікса “аза”.