§4. Ферменти

1.Ферменти — це біологічні каталізатори.

Всі ферменти — білки, синтезовані клітиною. За допомогою ферментів прискорюються у тисячі разів хімічні реакції, що відбуваються в організмі, клітині, всі вони глобулярні білки (третинна структура). Ферменти — це білкові молекули, що є біологічними каталізаторами. Вони присутні в усіх живих клітинах та сприяють перетворенню одних речовин (субстратів) на інші (продукти). Ферменти виступають у ролі каталізаторів практично в усіх біохімічних реакціях, що відбуваються в живих організмах. За хімічним складом розрізняють прості ферменти, які склада­ються тільки з амінокислот, і складні ферменти, що мають небілкову частину (наприклад, вітаміни, йони Цинку, Магнію, Феруму). Основною функцією ферменту є прискорення швидкості перебігу реакцій у сотні разів. Без ферментів процеси життєдіяльності неможливі.У процесі реакції, що каталізується, у контакт із субстратом вступає не вся молекула ферменту, а певна її ділянка, що називається активним центром

2.Властивості ферментів:

• пришвидшують реакції, але самі у цій реакції не витрачаються;

• досить незначна кількість ферментів викликає перетворення величезної кількості субстрату;активність ферменту залежить від рН середовища, температури, тиску,концентрації субстрату та від самого ферменту;

• дія ферменту вибіркова, тобто один фермент завжди каталізує тільки одну реакцію. Сполучаючись із субстратом, фермент утворює субстрат-ферментний комплекс. Молекули ферментів набагато більші, ніж молекули тих субстратів, з якими вони зв'язуються.

• У фермент-субстратному комплексі у контакт зі субстратом вступає невелика частина молекули ферменту, яка носить назву активного центру ферменту

• Ферменти мають високу специфічність. Е. Фішер у 1890 р. висловив припущення, що така специфічність зумовлена формою молекули ферменту, яка точно відповідає формі молекули субстрату. Цю гіпотезу називають гіпотезою "ключа до замка": субстрат порівнюється з "ключем", який точно підходить до "замка"-фермента.При денатурації білкової молекули порушується структура активного центру і фермент виявляється недієздатним і це призводить до серйозних наслідків і навіть до загибелі організму. Ось чому необхідне підтримання постійної температури організму. Фермент трипсин каталізує гідроліз білків, каталаза - розщеплює пероксид водню Н₂О

3.Механізм дії ферментівІ

Існує дві гіпотези, що пояснюють, як діють ферменти. Одна з них називається гіпотезою «ключа та замка», а друга — гіпотезою «руки та рукавички».

Відповідно до першої, субстрат є «ключем», який точно підходить до «замка» ферменту. Найважливішою частиною «замка» є активний центр. Саме з ним і з'єднується субстрат, оскільки форма субстрату відповідає формі активного центру. Утворюється фермент-субстратний комплекс. Це активований стан, який веде до утворення продуктів реакції. Продукти, що утворилися, за формою уже не відповідають активному центру. Вони відокремлюються від нього, після чого активний центр, що звільнився, може приймати нові молекули субстрату. Відповідно до другої гіпотези, активний центр не чітко підходить до субстрату. Субстрат спричиняє певні зміни в активному центрі, і «рукавичка» дещо змінюється, будучи одягнутою на «руку».