2.1. История исследований ферментов

Термин "фермент" (fermentum по-латыни означает "бродило", "закваска") был предложен голландским ученым Ван-Гельмонтом в начале XYII века. Так он назвал неизвестный агент, принимающий активное участие в процессе спиртового брожения. В некоторых изданиях применяется так же термин " энзимы"("в дрожжах") Эти названия идентичны, они обозначают одно и тоже - биологические катализаторы.

Применение ферментативных процессов на практике было известно с незапамятных времен, именно с помощью этих процессов происходит сбраживание винограда, созревание сыра и т.д.

Экспериментальное изучение ферментативных процессов началось в XVIII столетии, когда французский естествоиспытатель Р. Реомюр поставил опыты, чтобы выяснить механизм переваривания пищи в желудке хищных птиц. Он давал хищным птицам глотать кусочки мяса, заключенные в просверленную металлическую трубочку, которая была прикреплена к тонкой цепочке. Через несколько часов трубочку вытягивали из желудка птицы и выяснилось, что мясо частично растворилось. Поскольку оно находилось в трубочке и не могло подвергаться механическому измельчению, естественно было предположить, что на него воздействовал желудочный сок.

Примерно в то же время проводил своим исследования Спалланцани, который показал, что мясо разжижается под действием желудочного сока хищных птиц, т.е. переваривание пищи - химический процесс. Значительно позже (1836 г.) Т.Шванн открыл в желудочном соке фермент пепсин под влиянием которого и происходит переваривания мяса в желудке.

Важным событием в развитии науки о ферментах явились работы . действительного член Петербургской Академии наук К.С. Киргоффа, который В 1814 г. показал, что в проросшем зерне пшеницы содержится вещество, способное превращать полисахарид крахмал в дисахарид мальтозу, а экстракт дрожжей расщеплял свекловичный сахар на моносахариды - глюкозу и фруктозу.

В 1833 г. Пайон и Персо выделили это вещество из пшеницы и назвали диастазой. Они постулировали роль ферментов как катализаторов биохимических процессов.

В 1836 г. Шванн описал фермент пепсин.

Н.Е.Лясковский, профессор Московского университет, высказал предположение о белковой природе ферментов. Те же предположения высказывали И. П. Павлов и Э. Фишер.

Р.Вильдштеттер (нем.хим.) достиг больших успехов в выделении и очистке ферментов. Он высказал предположение, что ферменты состоят из двух частей - низкомолекулярной активной части (агона) и высокомолекулярного носителя (ферона).

В 1905г. А.Горден и В.Ионг выделили первый кофермент спиртового брожения - «козимазу».

В 1926 г. Самнер впервые получил в кристаллическом виде фермент уреазу и доказал, что она является белком.

В 1931 г. Д.Нортроп (США) получил кристаллический пепсин.

В 1946 г. Самнер и Нортроп были удостоены Нобелевской премии за исследования в области энзимологии.

Будучи белками, ферменты обладают всеми их свойствами, однако характеризуются и рядом особенных качеств. Самым выдающимся из них является их специфичность -свойство, которое было открыто еще в прошлом столетии, когда было сделано наблюдение, что очень близкие по структуре вещества - пространственные изомеры -расщепляются двумя совершенно разными ферментами.

По образному выражению, нередко употребляемому в биохимической литературе, фермент подходит к субстрату, как ключ к замку. Это знаменитое правило было сформулировано Э. Фишером в 1894 г. исходя из того, что специфичность действия фермента предопределяется строгим соответствием геометрической структуры субстрата и активного центра фермента.

Все эти открытия широко применяются в настоящее время как в пищевой промышленности, так и в фармакологии и медицине.