Химическа природа и свойства ферментов

Ферменты по своей природе являются белками и обладают свойствами

белковых соединений. Большинство ферментов двухкомпонентны: они состо-

ят из активной группы (кофермента), котора приобретает свою активность

только при соединении с белковой основой.Белкова структура определяет

характерные свойства фермента и играет ведущую роль в проявлении фермен-

тативного действия.

Фермент и белок.

Белок - это высокомолекулярное соединение; в качестве строительного

материала для всех белков природа использует двадцать аминокислот, соеди-

ненных друг с другом в полипептидную цепь. Интересно то, что в отдельнос-

ти ни кофермент, ни апофермент (белковая структура) не проявляют активнос-

ти.Ферменты, как и все белки, имеют высокий молекулярный вес. Для фермен-

тов характерно большинство свойств, присущих белкам, а именно: потеря ак-

тивности (инактивация или денатурация) при нагревании; инактивация фер-

ментов происходит также под воздействием солей тяжелых металлов, под дей-

ствием кислот, щелочей, как это происходит и у белков; в растворах при про-

пускании электрического тока ферменты поляризуются и движутся к катоду

или к аноду, что сходно с поведением белков в таких же условиях. Изменение

концентрации водородных ионов в растворах белков и ферментов приводит к

накоплению ими положительных или отрицательных зарядов. Все эти свойст-

ва доказывают амфотерность ферментов и подтверждают их белковую структу-

ру. К настоящему времени белковая природа ферментов подтверждена многи-

ми, более тонкими и глубокими, физическими, химическими и биологически-

ми методами исследований.

Рис. 3

Общие свойства ферментов

Ферменты не устойчивы к высокой и низкой температуре, обладают

свойством специфичности и проявляют свое действие только при определен-

ной концентрации водородных ионов. Рассмотрим эти свойства подробнее...

Термолабильность

Ферменты особо чувствительны к температуре среды, в которой они дейст-

вуют. До температуры 40-42°С способность ферментов ускорять химические ре-

акции повышается. Дальнейшее повышение температуры приводит к инактива-

ции ферментов. При температуре 60-70°С ферменты полностью теряют свои ка-

талитические свойства (за некоторым исключением). Каждый фермент имеет

свою наиболее оптимальную температуру действия. Ферменты, действующие в

организме человека и высших животных, наиболее активны в среде, где темпе-

ратура 37-40° С. При низких температурах ниже 0° С ферменты замедляют свое

действие, но не разрушаются. Так, например, в растительных организмах зимой

при низких температурах действие ферментов полностью не прекращается, но

жизнедеятельность организмов соответственно резко снижается. Весной актив-

ность ферментов, а вместе с тем и процессы жизнедеятельности растений резко

повышаются.

Рис.4

Влияние pH на действие ферментов

Для действия ферментов нужна определенная реакция среды. Давно было

замечено, что одни ферменты способны ускоряют химическую реакцию, если

среда будет кислая, другие - если щелочная, третьи - если нейтральная. Каждый

фермент имеет свой оптимум pH, при котором он наиболее активен. Благодаря

этому в клетках и тканях организма возможно сохранение строгой последова-

тельности химических превращений различных веществ.