Презентация "Ферменты"


Подписи к слайдам:
PowerPoint Presentation

Ферменты

Что такое ферменты?

  • ФЕРМЕНТЫ (от лат. fermentum — брожение, закваска) – это энзимы, специфические белки, увеличивающие скорость протекания химических реакций в клетках всех живых организмов.
  • Наука о ферментах называется энзимологией.

История изучения

  • Термин «фермент» был предложен в XVII веке химиком ван Гельмонтом при обсуждении механизмов пищеварения.

В 1833 французскими химиками А. Пайеном и Ж. Персо впервые из прорастающих зерен ячменя было выделено активное вещество, осуществляющее превращение крахмала в сахар и получившее название диастазы(амилазы).

  • В 1833 французскими химиками А. Пайеном и Ж. Персо впервые из прорастающих зерен ячменя было выделено активное вещество, осуществляющее превращение крахмала в сахар и получившее название диастазы(амилазы).

В середине 19 в. разгорелась дискуссия о природе брожения. Пастер считал, что брожение вызывается лишь живыми микроорганизмами и что процесс брожения неразрывно связан с их жизнедеятельностью. А Либих и его сторонники, отстаивая химическую природу брожения, считали, что оно является следствием образования в клетках микроорганизмов растворимых ферментов.

  • В середине 19 в. разгорелась дискуссия о природе брожения. Пастер считал, что брожение вызывается лишь живыми микроорганизмами и что процесс брожения неразрывно связан с их жизнедеятельностью. А Либих и его сторонники, отстаивая химическую природу брожения, считали, что оно является следствием образования в клетках микроорганизмов растворимых ферментов.
  • Луи Пастер
  • Юстас Либих
  • Марселен Бертло
  • Клод Бернар

Дискуссия Либиха и Пастера о природе брожения была разрешена в 1897 Э.Бухнером, который, растирая дрожжи с инфузорной землёй, выделил из них бесклеточный растворимый ферментный препарат (зимазу), вызывавший спиртовое брожение. Открытие Бухнера утвердило материалистическое понимание природы брожений.

  • Дискуссия Либиха и Пастера о природе брожения была разрешена в 1897 Э.Бухнером, который, растирая дрожжи с инфузорной землёй, выделил из них бесклеточный растворимый ферментный препарат (зимазу), вызывавший спиртовое брожение. Открытие Бухнера утвердило материалистическое понимание природы брожений.

Общая характеристика ферментов

  • Все ферменты разделяются на две большие группы: однокомпонентные, состоящие исключительно из белка, и двухкомпонентные, состоящие из белка, называемого апоферментом, и небелковой части, называемой простетической группой.

Размеры ферментов и их строение.

  • Молекулярная масса ферментов, лежит в пределах 10 тыс. —
  • 1 млн. Они могут состоять из одной или нескольких полипептидных цепей и могут быть представлены сложными белками.

Функции ферментов

  • Ферменты выступают в роли катализаторов практически во всех биохимических реакциях, протекающих в живых организмах — ими катализируется около 4000 биореакций. Ферменты играют важнейшую роль во всех процессах жизнедеятельности, направляя и регулируя обмен веществ организма..

Местонахождение ферментов в организме

  • В клетке часть ферментов находится в цитоплазме, но в основном ферменты связаны с определенными клеточными структурами. В ядре, например, находятся ферменты, ответственные за репликацию — синтез ДНК
  • и за ее транскрипцию — образование РНК .
  • ДНК-лигаза

Условия действия ферментов

  • Действие ферментов зависит от ряда факторов:
  • От температуры (max 40-50°С)
  • Активной реакции среды – pH (кислотность).
  • От присутствия специфических активаторов и неспецифических или специфических ингибиторов.

Специфичность и механизм действия ферментов

  • Действие ферментов, строго специфично и зависит от строения субстрата, на который фермент действует. Прекрасным примером такой зависимости служит катализируемая аргиназой реакция гидролитического расщепления аминокислоты аргинина на орнитин и мочевину:

Кофакторы ферментов

  • Многие ферменты для проявления активности нуждаются в веществах небелковой природы- кофакторах. Кофакторы могут быть как неорганическими молекулами (ионы металлов, железо-серные кластеры и др.), так и органическими (например, флавин или гем).

Получение ферментов

  • Обычно ферменты вьделяют из тканей животных, растений, клеток и культуральных жидкостей микроорганизмов, биологических жидкостей (кровь, лимфа и др.).
  • Для получения некоторых труднодоступных ферментов используются методы генетической инженерии.

Классификация ферментов

  • Классы ферментов
  • Катализируемая реакция
  • Примеры ферментов или их групп
  • Оксидоредуктазы
  • Перенос атомов водорода или электронов от одного вещества к другому.
  • Дегидрогеназа, оксидаза
  • Трансферазы
  • Перенос определенной группы атомов -метильной, ацильной,фосфатной или аминогруппы-одного вещества к другому
  • Трансаминаза, киназа
  • Гидролазы
  • Реакции гидролиза
  • Липаза,амилаза,пептидаза
  • Лиазы
  • Негидролитическое присоединение к субстрату или отщепление от него группы атомов. При этом могут разрываться связи С-С, C-N, C-O
  • или C-S
  • Декарбоксилаза, фумараза,альдолаза
  • Изомеразы
  • Внутримолекулярная перестройка
  • Изомераза, мутаза
  • Лигазы
  • Соединение двух молекул в результате образования новых связей, сопряженное с распадом АТФ
  • Синтетаза

Значения pH физиологических жидкостей

  • Среда
  • Значение pH
  • Возможные отклонения
  • Желудочный сок
  • Желчь печеночная
  • Желчь пузырная
  • Кровь
  • Моча
  • Пот
  • Слезная жидкость
  • Слюна
  • Спинномозговая жидкость
  • Сок верхнего отдела толстого кишечника
  • Сок поджелудочной железы
  • Сок тонкого кишечника
  • 1,7
  • 7,4
  • 6,8
  • 7,4
  • 5,8
  • 7,4
  • 7,7
  • 6,8
  • 7,6
  • 6,1
  • 8,8
  • 6,5
  • 0,9-2,0
  • 6,2-8,5
  • 5,6-8,0
  • 7,25-7,44
  • 5,0-6,5
  • 4,2-7,8
  • 7,6-7,8
  • 5,6-7,9
  • 7,4-7,8
  • -
  • 8,6-9
  • 5,1-7,1

Болезни, связанные с нарушением выработки ферментов.

  • Отсутствие или снижение активности какого-либо фермента у человека приводит к развитию заболеваний или гибели организма. Например передаваемое по наследству заболевание детей — галактоземия (приводит к умственной отсталости) — развивается вследствие нарушения синтеза фермента, ответственного за превращение галактозы в легко усваиваемую глюкозу.
  • Определение активности многих ферментов a крови, моче, спинно-мозговой, семенной и других жидкостях организма используется для диагностики ряда заболеваний.

Применение ферментов

  • Ферментативные процессы являются основой многих производств: хлебопечения, виноделия, пивоварения, сыроделия, производства спирта, чая, уксуса.

Каталаза широко применяется в пищевой и резиновой промышленности, а расщепляющие полисахариды целлюлазы и пектидазы — для осветления фруктовых соков

  • Каталаза широко применяется в пищевой и резиновой промышленности, а расщепляющие полисахариды целлюлазы и пектидазы — для осветления фруктовых соков

  • С помощью ферментов получают лекарственные препараты и сложные химические соединения.

Презентацию выполнила – ученица 10 «А» класса ГОУ СОШ № 557 Яковлева Людмила

  • Научный руководитель – учитель химии высшей категории
  • Прокошина Наталья Евгеньевна
  • Санкт-Петербург
  • 2009