Бегенова Айнагуль Байболсыновна фармацевтическая биотехнеология для студентов технических специальностей 5В070100 «Биотехнология» Нур-Султан 2021 г рабочая программа дисциплины

Производство ферментных препаратов является одним из ведущих направлений в развитии фармацевтической биотехнологии во всем мире.

Ферменты обладают узкой специфичностью, избирательностью действия на субстраты, т.е. на вещества, превращение которых они катализируют. Высокая специфичность ферментов обусловлена конформационной и электростатической комплементарностью между молекулами субстрата и фермента и уникальной структурой активного центра фермента, обеспечивающими «узнавание», высокое сродство и избирательность протекания одной какой-либо реакции из тысячи других химических реакций, осуществляющих одновременно в живых клетках.

В зависимости от механизма действия различают ферменты с относительной специфичностью и абсолютной специфичностью.

Относительная специфичность наблюдается при действии некоторых гидролитических ферментов, для них наибольшее значение имеет тип химической связи в молекуле субстрата. Например, пепсин расщепляет белки животного и растительного происхождения, хотя они могут существенно отличаться друг от друга как по химическому строению и аминокислотному составу, так и по физико-химическим свойствам. Однако пепсин не расщепляет углеводы или жиры. Объясняется это тем, что местом действия пепсина является пептидная -СО-NH связь. Для действия липазы, катализирующий гидролиз жиров на глицерин и жирные кислоты, таким местом является сложноэфирная связь. Аналогичной относительной специфичностью обладают также некоторые внутриклеточные ферменты, например, гексокиназа, катализирующая в присутствии АТФ фосфорилирование почти всех гексоз, хотя одновременно в клетках имеются специфические для каждой гексозы ферменты, выполняющие такое же фосфорилирование.

Абсолютной специфичностью действия называют способность фермента катализировать превращение только единственного субстрата. Любые модификации в структуре субстрата делают его недоступным для действия фермента. Примерами таких ферментов могут служить уреаза, глюкозооксидаза, многие дегидрогеназы.

Стереохимическая специфичность ферментов обусловлена существованием оптически изомерных L-форм и D-форм или геометрических изомеров химических веществ.

Классификация ферментов основана на механизме их действия и включает 6 классов (таблица 1) – по типу катализируемой реакции; каждый класс подразделяется на подклассы – по природе атакуемой химической группы; подклассы делятся на под подклассы – по характеру атакуемой связи или по природе акцептора.