4.2. По химической структуре все ферменты без исключения являются белками, потому что рибозимы – класс биокатализаторов, являющихся по структуре рнк.

Примеры ситуационных задач

Задача 1.

Трипсин – фермент, часто используемый в препаративной биохимии для очистки белковых препаратов в ходе анализа. Объясните, почему молекулы трипсина не атакуют друг друга, ведь трипсин относится к протеолитическим ферментам, гидролизующим пептидные связи, а сам трипсин - белок?

Задача 2.

Экспериментальные данные свидетельствуют, что в некоторых случаях при полном насыщении фермента субстратом тепловая денатурация фермента наступает при более высоких температурах. Чем объясняется протективное действие высоких концентраций субстрата против тепловой денатурации?

Задача 3.

В отдельную группу металлоферментов выделены энзимы, содержащие ионы металлов в качестве простетической группы. Примерами таких ферметов являются цитохромоксидаза, каталаза, пероксидаза, апофермент которых связан с гемовым железом, Zn²⁺-содержащая карбоангидраза и многие другие ферменты. Объясните, почему в роли кофактора чаще всего выступают переходные металлы?

Самостоятельная работа студентов

Работа 1. Сравнение действия ферментов и минеральных катализаторов. Разложение перекиси водорода неорганическим катализатором ферментом.

Разложение перекиси водорода может произойти под влиянием MnO₂ или специфического фермента каталазы, содержащегося в эритроцитах крови. В обоих случаях выделяется молекулярный кислород.

каталаза

Ход работы. Налить в 2 пробирки по 2-3 мл 1% раствора Н₂О₂. В одну пробирку прибавить небольшое количество порошка MnO₂, во вторую - 1-2 мл гемолизированной разведенной крови. Обе пробирки встряхнуть и отметить выделение пузырьков молекулярного кислорода.

Результат.

Вывод.

Работа 2. Специфичность ферментов.

Одно из более характерных свойств ферментов - их высокая специфичность. Ферменты специфичны как в отношении типа катализируемых реакций, так и в отношении субстратов, на которые они воздействуют. Некоторые ферменты обладают абсолютной специфичностью, действуя только на какой-либо один субстрат. Высокая специфичность ферментов определяется тем, что только некоторые, строго определенные функциональные группы, входящих в состав ферментов, могут участвовать в образовании фермент-субстратных комплексов.

Амилаза слюны ускоряет гидролиз только полисахаридов (таких как крахмал, гликоген) до мальтозы, но не оказывает действие на дисахариды.

Гидролиз крахмала под влиянием ферментов слюны идет согласно схеме:

амилаза

декстрины

амилаза

мальтоза

сахароза

Гидролиз крахмала под действием амилазы проходит через стадию образования декстринов. Крахмал дает с йодом синее окрашивание, амилодекстрины («осколки», образующиеся после гидролиза некоторых внутренних гликозидных связей)- фиолетовое, эритро- и ахродекстрины (олигосахариды с меньшей молекулярной массой) – соответственно красно-бурое и желтое (цвет йода в воде). Конечные продукты гидролиза – мальтоза и глюкоза – имеют свободные альдегидные группы и дают реакцию Троммера, которая основана на способности углеводов при нагревании восстанавливать гидрат окиси меди (голубого цвета), в гидрат закиси (желтого цвета). При дальнейшем нагревании гидрата закиси переходит в красную закись меди.

О расщеплении крахмала можно судить на основании двух реакций:

1) реакции на крахмал с йодом и 2) реакции Фелинга.

Сахароза не имеет свободной €альдегидной или кетонной группы, поэтому не дает реакции Фелинга. Реакция Фелинга может быть положительной только в том случае, если сахароза расщепится на свои составные части – глюкозу и фруктозу.

Порядок выполнения работы

Споласкивают рот, в чистую пробирку собирают 2-3 мл слюны, которую разводят в 5 раз.

В две пронумерованные пробирки приливают по 5 капель разведенной слюны. В 1 пробирку добавляют 10 капель 1% раствора крахмала, во 2- 10 капель 1% раствора сахарозы. Обе пробирки помещают на 10 минут в термостат или водную баню при температуре 38^оС, после чего содержимое пробирок делят на 2 части, с одной проделывают реакцию на крахмал, с другой реакцию Фелинга.