Слайд 2Что 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.
Слайд 3История изучения
Термин «фермент» был предложен в XVII веке химиком
ван Гельмонтом при обсуждении механизмов пищеварения.
Слайд 4В 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).
Слайд 5 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
Слайд 6Дискуссия 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.
Слайд 7Общая характеристика ферментов
Ферменты
Однокомпонентные,
состоящие исключительно из белка
Двухкомпонентные,
состоящие из белка, называемого апоферментом, и
небелковой части, называемой простетической группой.
Слайд 8Размеры 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.
Слайд 9Функции ферментов
Ферменты выступают в роли катализаторов практически во всех биохимических реакциях.
В
зависимости от того, какие виды реакций организма катализируют ферменты, они подразделяют на две основные группы: пищеварительные и метаболические.
Пищеварительные ферменты выделяются в желудочно-кишечном тракте, разрушают питательные вещества, способствуя их абсорбции в системный кровоток.
Метаболические ферменты катализируют биохимические процессы внутри клеток.
Слайд 10Пищеварительные ферменты
Различают три основные категории таких ферментов: амилаза, протеазы, липаза.
Амилаза расщепляет углеводы и находится в слюне, панкреатическом секрете и в содержимом кишечника. Различные виды амилазы расщепляют различные сахара.
Протеазы, находящиеся в желудочном соке, панкреатическом секрете и в содержимом кишечника, помогают переваривать белки.
Липаза, находящаяся в желудочном соке и панкреатическом секрете, расщепляет жиры.
Слайд 11Метаболические ферменты
Метаболическими ферментами являются пепсин, трипсин, реннин, панкреатин и
химотрипсин.
Помимо улучшения пищеварения, эти ферменты оказывают противовоспалительное действие.
Панкреатин используют при ферментной недостаточности поджелудочной железы, нарушениях пищеварения, пищевой аллергии, аутоиммунных заболеваниях, вирусных инфекциях и спортивных травмах.
Слайд 12Свойства ферментов
1. Катализируют прямые и обратные реакции.
2. Термолабильность - высокая чувствительность
к изменениям температуры.
3. Селективность (избирательность)
4. Растворимы в воде, образуют коллоидные растворы.
Слайд 13Классификация ферментов
1. Оксидоредуктазы - ферменты, катализирующие окислительно-восстановительные реакции, например каталаза: 2H2O2
→ O2 +2H2O
2. Трансферазы - ферменты, катализирующие перенос атомов или радикалов.
Слайд 14Классификация ферментов
3. Гидролазы - ферменты, разрывающие внутримолекулярные связи путем присоединения молекул
воды, например фосфатаза:
OH
R - O - P = O + H2O → ROH + H3PO4
OH
Слайд 15Классификация ферментов
4. Лиазы - ферменты, отщепляющие от субстрата ту или иную
группу без присоединения воды, негидролитическим путем.
Например: отщепление карбоксильной группы декарбоксилазой:
O O
// ||
CH3 - C - C → CO2 + CH3 - C
|| \ \
O OH H
Слайд 16Классификация ферментов
5. Изомеразы - ферменты, катализирующие превращение одного изомера в другой:
глюкозо-6-фосфат → глюкозо-1-фосфат
6. Синтетазы - ферменты, катализирующие реакции синтеза.
Слайд 17Местонахождение 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
Слайд 18Болезни, связанные с нарушением выработки ферментов
Отсутствие или снижение активности какого-либо фермента
(нередко и избыточная активность) у человека приводит к развитию заболеваний (энзимопатий) или гибели организма.
Так, передаваемое по наследству заболевание детей — галактоземия (приводит к умственной отсталости) — развивается вследствие нарушения синтеза фермента, ответственного за превращение галактозы в легко усваиваемую глюкозу.
Слайд 19Болезни, связанные с нарушением выработки ферментов
Причиной другого наследственного заболевания — фенилкетонурии,
сопровождающегося расстройством психической деятельности, является потеря клетками печени способности синтезировать фермент, катализирующий превращение аминокислоты фенилаланина в тирозин.
Слайд 20Применение ферментов
Ферменты получили широкое применение в легкой, пищевой и химической промышленности,
а также в медицинской практике.
В пищевой промышленности ферменты используют при приготовлении безалкогольных напитков, сыров, консервов, колбас, копченостей.
В животноводстве ферменты используют при приготовлении кормов.
Ферменты используют при изготовлении фотоматериалов.
Ферменты используют при обработке овса и конопли.
Слайд 21Применение ферментов
Ферменты используют для смягчения кожи в кожевенной промышленности.
Ферменты входят в
состав стиральных порошков, зубных паст.
В медицине ферменты имеют диагностическое значение – определение отдельных ферментов в клетке помогает распознаванию природы заболевания (например вирусный гепатит – по активности фермента в плазме крови) их используют для замещения недостающего фермента в организме.