Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Ферменты. Внеклеточное переваривание.

Ферменты (от лат. fermentum - бродило, закваска; синоним - энзимы) - биологические катализаторы белковой природы, способные во много раз ускорять химические реакции, протекающие в живом организме, но сами не входящие в состав конечных продуктов реакций. Термин "фермент" был предложен в начале XVII в. голландским ученым Ван-Гельмонтом. Вещества, на которые действуют ферменты, называются субстратами.

Ферменты - инструменты обмена веществ в живой клетке. Все многообразие биохимических реакций, протекающих в микроорганизмах, растениях и животных, катализируется соответствующими ферментами. Переваривание, всасывание и усвоение пищевых веществ, синтез и распад белков, нуклеиновых кислот, углеводов, жиров и других соединений в тканях и клетках любого организма, дыхание, механическая работа обеспечиваются действием соответствующих ферментных систем. Одной из характерных особенностей ферментов является их способность ускорять реакции в обычных физиологических условиях, характерных для жизнедеятельности клеток.
Действие ферментов подчиняется общим законам термодинамики. Они катализируют только энергетически выгодные реакции и никогда не изменяют направления реакции; они не изменяют равновесие обратимой реакции и лишь ускоряют его наступление.

В отличие от неорганических катализаторов ферменты имеют свои особенности:

Во-первых, скорость ферментативного катализа на несколько порядков выше (от 103 до 109), чем скорость небиологического катализа.

Во-вторых, действие каждого фермента высокоспецифично, т.е. каждый фермент действует только на свой субстрат или группу родственных субстратов, тогда как неорганические катализаторы вызывают ускорение различных реакций. Высокая специфичность дает возможность ферментам направлять обмен веществ в определенное русло; никаких побочных продуктов в ходе ферментативного процесса не образуется, поэтому отпадает необходимость их удалять в течение всего процесса с целью повышения его эффективности.

В-третьих, ферменты катализируют химические реакции в мягких условиях, т.е. при обычном давлении, невысокой температуре (20-50 °С) и при значениях рН среды, в большинстве случаев, близких к нейтральномуВ настоящее время учение о ферментах - энзимология является важнейшей и стремительно развивающейся областью биохимии. Ее достижения широко используются в новейшей биотехнологии, в пищевой промышленности, в медицине и сельском хозяйстве. Ферменты являются важным инструментом в изучении механизмов обмена веществ, в расшифровке структуры химических соединений.
С точки зрения локализации ферменты подразделяют на внеклеточные и внутриклеточные.

Внеклеточные ферменты выделяются клеткой во внешнюю среду. Многие из них синтезируются микроорганизмами и вызывают расщепление биополимеров, продукты которых становятся доступными для транспорта через биологические мембраны и их дальнейших превращений внутри микробной клетки. Сюда же относятся ферменты растений, способные мигрировать к местам локализации субстратов и там осуществлять их деструкцию. К внеклеточным ферментам относятся ферменты пищеварительного тракта, а также некоторые ферменты плазмы крови.