- •Важливість амілолітичних ферментів
- •Літературний облік
- •Властивості та структура амілолітичних ферментів
- •Класифікація амілолітичних ферментів
- •Джерела одержання амілолітичних ферментів
- •Механізм дії амілолітичних ферментів
- •Промислове одержання амілолітичних ферментів
- •Отримання амілолітичних ферментних препаратів з глибинних культур мікроорганізмів
- •Отримання амілолітичних ферментних препаратів з поверхневих культур мікроорганізмів
- •Використання амілолітичних ферментів
- •Методика визначення ферментативної активності амілолітичних ферментів
- •Визначення залежності дії ферментів від рН середовища
- •Опрацювання результатів роботи
- •Розрахунки
- •Висновок
- •Список використаної літератури
Зміст
-
Вступ:
-
Важливість амілолітичних ферментів.
-
-
Літературний облік:
-
Властивості та структура амілолітичних ферментів.
-
Класифікація амілолітичних ферментів.
-
Джерела одержання амілолітичних ферментів.
-
Механізм дії амілолітичних ферментів.
-
-
Промислове одержання амілолітичних ферментів.
-
Використання амілолітичних ферментів.
-
Методика визначення ферментативної активності амілолітичних ферментів.
-
Визначення залежності дії ферментів від рН середовища.
-
Висновок.
Список використаної літератури.
Вступ
-
Важливість амілолітичних ферментів
В останні роки розширюються можливості використання крохмальдеградуючих ферментів. Зокрема амілаз, що на сам перед привертають увагу дослідників завдяки їх технологічній важливості і економічній вигідності. Вони характеризуються широким спектром застосування в різних галузях, таких як клінічна, фармацевтична, медична і аналітична хімія, у цукрофікації крохмалю та інших галузях промисловості. Амілази становлять близько 30% світової продукції ферментів.
На сьогоднішній день амілолітичні ферментні препарати мають широкий спектр застосування в різних галузях промисловості. Великий відсоток застосування ферментів припадає на харчову промисловість, наприклад на виробництво спирту як каталізатора процесу розрідження і оцукрювання сировини. Також ферменти застосовуються в технічний цілях, хімічної промисловості, фармацевтичних цілях, а також у якості діагностичних препаратів
Амілолітичні ферменти каталізують гідроліз високомолекулярних полісахаридів крохмалю і глікогену. Найважливішим джерелом амілаз є злакові, які містять їх як у не пророщеному, так і в пророщеному зерні. В останньому випадку амілази проявляють високу активність.
Широко застосовуються амілази у крохмале-патоковому, спиртовому, пивоварному і хлібопекарському виробництвах як головні ферменти, що каталізують процеси розщеплення крохмалю і утворення цукрів, що можуть зброджуватися. То постає питання про оптимізацію методу визначення активності ферментів. Амілолітичну активність характеризує здатність ферментів каталізувати гідроліз крохмалю до декстринів, які не забарвлюються йодом.
-
Літературний облік
-
Властивості та структура амілолітичних ферментів
-
Принципова структура ферменту наступна: кожен фермент складається з апофермента і коферменту, які, кожен окремо, не активний, але виявляють свою дію в комплексі - холоферменті. Всі ферменти мають білкову природу. Вони являють собою або прості білки, цілком побудовані з поліпептидних ланцюгів і розпадаються при гідролізі тільки на амінокислоти (наприклад, гідролітичні ферменти трипсин і пепсин, уреаза), або - в більшості випадків - складні білки, що містять разом з білкової частиною (апоферментом) небілкової компонент (кофермент або простетичної групу). Багато ферменти з великою молекулярною масою проявляють каталітичну активність тільки у присутності специфічних низькомолекулярних речовин, які називаються коферментом (або кофактором). Роль коферментів грають більшість вітамінів і багато мінеральних речовин. Вітаміни РР (нікотинова кислота, або ніацин) і рибофлавін, наприклад, входять до складу коферментів, необхідних для функціонування дегідрогеназ. Цинк - кофермент карбоангідрази, ферменту, який каталізує вивільнення з крові діоксиду вуглецю, який видаляється з організму разом з повітрям, що видихається. Залізо і мідь служать компонентами дихального ферменту цитохромоксидази. Речовини, яка піддається перетворенню в присутності ферменту, називають субстратом. Субстрат приєднується до ферменту, який прискорює розрив одних хімічних зв'язків в його молекулі та створення інших; що утворюється в результаті продукт від'єднується від ферменту. Продукт теж можна вважати субстратом, оскільки всі ферментативні реакції в тій чи іншій мірі оборотні.
За типом реакцій, що каталізуються ферменти підрозділяються на 6 класів згідно ієрархічної класифікації ферментів (КФ, EC - Enzyme Comission code). Кожен клас містить підкласи, так що фермент описується сукупністю чотирьох чисел, розділених крапками. Перше число грубо описує механізм реакції, що каталізується ферментом:
КФ 1: оксидоредуктаиз, каталізують окислення або відновлення.
КФ 2: трансферази, каталізують перенос хімічних груп з однієї молекули субстрату на іншу.
КФ 3: Гідролази, каталізують гідроліз хімічних зв'язків. Приклад: естерази, пепсин, трипсин, амілаза, ліпопротеінліпаза
КФ 4: Ліази, каталізують розрив хімічних зв'язків без гідролізу з утворенням подвійного зв'язку в одному з продуктів.
КФ 5: Ізомерази, каталізують структурні або геометричні зміни в молекулі субстрату.
КФ 6: Лігази, каталізують утворення хімічних зв'язків між субстратами за рахунок гідролізу АТФ.
Будучи каталізаторами, ферменти прискорюють як пряму, так і зворотну реакції, тому, наприклад, ліази здатні каталізувати і зворотну реакцію - приєднання по подвійним зв'язкам.
Ферменти являють собою біокаталізатори білкової природи. Каталізуючи переважна більшість біохімічних реакцій в організмі, ферменти регулюють обмін речовин і енергії, граючи тим самим важливу роль у всіх процесах життєдіяльності. Всі функціональні прояви живих організмів (дихання, м'язова скорочення, передача нервового імпульсу, розмноження і т.д.) забезпечуються дією ферментних систем. Сукупністю ферментних реакцій, що каталізуються, є синтез, розпад та інші перетворення білків, жирів, вуглеводів, нуклеїнових кислот, гормонів та інших сполук.
Активність ферментів визначається їх тривимірної структурою. Як і всі білки, ферменти синтезуються у вигляді лінійного ланцюжка амінокислот, яка згортається певним чином. Кожна послідовність амінокислот згортається особливим чином, і виходить молекула (білкова глобула) має унікальні властивості. Кілька білкових ланцюгів можуть об'єднуватися в білковий комплекс. Третинна структура білків руйнується при нагріванні або дії деяких хімічних речовин.
Щоб каталізувати реакцію, фермент повинен зв'язатися з одним або декількома субстратами. Білковий ланцюг ферменту згортається таким чином, що на поверхні глобули утворюється щілина, або западина, де зв'язуються субстрати. Ця область називається сайтом зв'язування субстрату. Зазвичай він збігається з активним центром ферменту або знаходиться поблизу нього. Деякі ферменти містять також сайти зв'язування кофакторів або іонів металів.
Фермент, з'єднуючись з субстратом:
-
очищає субстрат від водяної «шуби»
-
має у своєму розпорядженні реагують молекули субстратів в просторі за потрібне для протікання реакції чином
-
готує до реакції (наприклад, поляризує) молекули субстратів.
Зазвичай приєднання ферменту до субстрату відбувається за рахунок іонних або водневих зв'язків, рідше - за рахунок ковалентних. Наприкінці реакції її продукт (або продукти) відділяються від ферменту.
У результаті фермент знижує енергію активації реакції. Це відбувається тому, що в присутності ферменту реакція йде іншим шляхом (фактично відбувається інша реакція), наприклад:
У відсутності ферменту:
А + В = АВ
У присутності ферменту:
А + Ф = АФ
АФ + В = АВФ
АВФ = АВ + Ф
де А, В - субстрати, АВ - продукт реакції, Ф - фермент.
Ферменти не можуть самостійно забезпечувати енергією ендергонічні реакції (для протікання яких потрібна енергія). Тому ферменти, що здійснюють такі реакції, сполучати їх з екзергонічними реакціями, що йдуть з виділенням більшої кількості енергії.