Тақырыбы: Ферменттердің белсенділігі

СӘТБАЕВ УНИВЕРСИТЕТІ

­«Химиялық және биохимиялық инженерия»кафедра­сы

СӨЖ
Тақырыбы: «Ферменттердің белсенділігі.Ферменттердің белсенділігін өлшеу әдістері»

Оқытушы: Серіков.Т

Студент: Ибрагим.М

Мамандығы:Биотехнология

Алматы 2022ж

Ф КазҰТЗУ 706-06. СӨЖ

Мазмұны:

• 
  Ферменттер белсенділігінің бірлігі
  
• 
  Белгілі бір қызмет
  
• 
  Ферменттердің белсенділігі қалай өлшенеді?
  
• 
  -Колориметриялық әдіс
  
• 
  Үздіксіз форма
  
• 
  Үзіліссіз пішін
  
• 
  -Ультрафиолет сәулелеріндегі оқу әдісі
  
• 
  Ферменттердің белсенділігін реттеу
  
• 
  Субстрат немесе өнім деңгейінде бақылау
  
• 
  Кері байланысты бақылау
  
• 
  Аллостериялық ферменттер
  
• 
  Гомоалостеризм
  
• 
  Гетеролостеризм
  
• 
  Ферменттердің белсенділігіне әсер ететін факторлар
  
• 
  -Субстрат концентрациясы
  
• 
  -рН ферментативті реакциядан
  
• 
  -Ферментативті реакцияның температурасы
  
• 
  -Реакцияның иондық концентрациясы
  
• 
  Әдебиеттер тізімі
  

1 моль = 10⁶ olмоль және 1 минут = 60 секунд.

Демек, 1 катал 6010-ға тең келеді⁶ UI. Катал үлкен бірлік болғандықтан, кішірек бірліктер жиі қолданылады, мысалы: микрокатал (µkat), 10^-6 катал және нанокатал (πkat), 10^-9 катал.

Белгілі бір қызмет Бұл зерттелетін үлгідегі ақуыздың миллиграммына бөлінген ферменттер белсенділігінің бірліктерінің саны. Ерекше белсенділік ферменттің тазару дәрежесіне тікелей байланысты.

Ферменттердің белсенділігі қалай өлшенеді?

Ферменттің белсенділігін анықтайтын бірнеше әдістер бар. Белгілі бір әдісті таңдау ферменттік талдаудың мақсатына байланысты болады; әдісті қолдану мүмкіндігі; эксперимент жүргізу үшін қажетті жабдыққа қол жетімділік; белгілі бір әдісті қолдану құны және т.б.Спектрофотометриялық, флюорометриялық, хемилюминесценция, калориметриялық, радиометриялық, хроматографиялық әдістер бар.Спектрофотометриялық әдістер колориметриялық болуы және электромагниттік сәулеленудің ультрафиолет (ультрафиолет) аймағында оқылуы мүмкін.

Ол ферментативті әсер ету арқылы хромофорды генерациялауға негізделген. Ферменттердің белсенділігін үздіксіз немесе үзіліссіз бақылауға болады.

Үздіксіз формада реактивтер кюветке спектрфотометрде қажетті толқын ұзындығында орналастырылады, ол хромофордың максималды оптикалық тығыздық мәніне сәйкес келеді; және бұған қоса, пайда болуы мүмкін басқа затқа ешқандай кедергі жоқ.Ферментативті реакция белсенділігі анықталатын құрамында фермент бар үлгіні қосу арқылы басталады. Бір уақытта секундомер іске қосылады және оқтын-оқтын тығыздық мәні белгіленеді.Оптикалық тығыздықтың субстрат мольдарымен немесе ферментативті әсер өнімімен эквиваленттілігі белгілі болғандықтан, қолданылатын әдіске байланысты тұтынылатын субстраттың немесе өндірілген мольдің мольдерін есептеуге болады.Сонымен қатар, ферменттік реакцияның өткен уақыты өлшенгендіктен, секундына жұмсалған немесе өндірілген моль алуға болады. Осылайша, ферментативті белсенділік катал бірліктерінде орнатылады.

Ферменттік белсенділікті анықтаудың үзілісті әдісімен реакция компоненттері бар пробиркаларды, құрамында фермент немесе басқа компоненті бар үлгіні қоспағанда, ваннаға 37ºС температурада орналастырады. Содан кейін реакция жетіспейтін компонентті қосудан басталады.Техникада көрсетілген уақыттың пайда болуына жол беріледі, реакция реакцияны тоқтататын қосылысты қосу арқылы тоқтатылады. Оптикалық тығыздық сол кезде оқылып, соңында ферменттік белсенділікті анықтау үшін үздіксіз жолмен жүреді.

Мысалы, никотинамитинуклеотид коэнзимінің екі формасы бар: NADH (төмендетілген) және NAD⁺ (тотты). Сол сияқты, никотинамитинуклеотид фосфат коферменті NADPH және NADP екі формасына ие⁺, сәйкесінше тотықсызданған және тотыққан.Коферменттің тотықсызданған және тотыққан түрлері де ультрафиолет сәулесінен 260 нм ұзындықта оқылады; сонымен бірге ультрафиолет сәулесінен 340 нм ұзындықта тек қысқартылған формалар оқылады.

Сондықтан аталған коферменттер қатысатын тотығу немесе тотықсыздану реакцияларында да олар 340 нм-де оқылады.

Ферментативті белсенділікті анықтау, мәні бойынша, колориметриялық әдістің үздіксіз түрінде жүретінмен бірдей; тек NADH немесе NADPH түзілуін бақылау немесе осы коферменттердің шығынын өлшеу үшін оптикалық тығыздық 340 нм-де оқылады.

Бұл өлшенген реакцияның тотығу немесе тотықсыздану болуына байланысты болады. Оптикалық тығыздық пен NADH және NADPH мольдері арасындағы сәйкестік арқылы, ферментативті белсенділікті коэнзим мольдерін өткен секундтарға бөлу арқылы есептеуге болады.

Ферменттердің белсенділігін реттеу Субстрат немесе өнім деңгейінде бақылау

Субстраттың концентрациясы жоғарылаған сайын ферменттің белсенділігі артады. Бірақ субстраттың белгілі бір концентрациясында белсенді аймақ немесе ферменттің белсенді учаскелері қаныққан, сондықтан ферменттің белсенділігі тұрақты болады.

Алайда, ферменттік әсер өнімі ферменттің белсенді аймақтарымен әрекеттесіп, фермент белсенділігінің тежелуін тудыруы мүмкін.

Өнім бәсекеге қабілетті ингибитор бола алады; мысалы, гексокиназа ферменті туралы айтуға болады. Бұл фермент глюкозаның фосфорлануын тудырады, нәтижесінде глюкоза-6-фосфат пайда болады, ол жинақталған кезде гексокиназаны тежейді.

Ферменттер тобы (A, B, C, D, E және F) метаболизм жолында дәйекті түрде әрекет етуі мүмкін. В ферменті А ферментінің өнімін субстрат ретінде пайдаланады және т.б.

Жасуша, оның метаболизмдік қажеттілігіне байланысты, ферментативті белсенділіктің реттілігін белсендіре немесе тежей алады. Мысалы, F ферментінің өнімі жинақталуы А ферментін немесе кез келген басқа ферменттерді кезектілікпен тежеу ​​арқылы әсер етуі мүмкін.

Аллостериялық ферменттер

Фермент бірнеше суббірліктен тұруы мүмкін, олардың әрқайсысы сәйкесінше белсенді учаскелері бар. Бірақ бұл суббірліктер өз бетінше әрекет етпейді, сондықтан суббірліктердің бірінің қызметі қалғандарының әрекетін белсендіруі немесе тежеуі мүмкін.

Гемоглобин фермент деп саналмаса да, бұл аллостеризм құбылысының керемет үлгісі. Гемоглобин төрт белок тізбегінен, екі α тізбегінен және екі β тізбектен тұрады, олардың әрқайсысы гем тобына байланысты.

Суббірліктер арасында екі құбылыс пайда болуы мүмкін: гомоалостеризм және гетероалостеризм.

Субстраттың суббірліктердің бірімен байланысы басқа суббірліктердің субстратқа жақындығын арттырады, ал қалған суббірліктердің әрқайсысының ферменттік белсенділігін арттырады.

Сол сияқты, суббірліктердің бірінде ферментативті белсенділіктің тежелуі қалған бөліктерінде де осындай әсер етеді.

Гемоглобин жағдайында оттегінің ақуыз тізбектерінің бірінің гем тобымен байланысуы қалған тізбектердегі оттегінің қолайлығының жоғарылауына әкеледі.

Сол сияқты гем тобынан оттегінің бөлінуі ақуыз тізбектерінің қалған топтарынан оттегінің бөлінуін тудырады.

Гетеролостеризм

Субстраттан басқа активтендіретін немесе тежегіш заттың суббірліктердің біріне қосылуы басқа бөлімшелерде ферментативті белсенділіктің активтенуін немесе тежелуін тудырады.

Гемоглобин жағдайында гем тобымен байланысуы⁺, CO₂ және 2,3-дифосфоглицерат суббірліктердің біріне, гем тобының оттегіне жақындығын төмендетіп, оның бөлінуіне әкеледі. Оттегінің бөлінуі гемоглобиннің басқа тізбектерінде де түзіледі.

Ферменттердің белсенділігіне әсер ететін факторлар

-Субстрат концентрациясы

Субстрат концентрациясы жоғарылаған сайын, ферменттер белсенділігі де артады. Бұл субстрат молекулаларының ферменттің белсенді аймақтарына қол жетімділігінің артуымен байланысты.

Бірақ субстраттың белгілі бір концентрациясы үшін ферменттердің барлық белсенді учаскелері осыған қаныққан, бұл субстраттың концентрациясы жоғарылағанның өзінде ферментативті белсенділік жоғарыламайды.

-рН ферментативті реакциядан

Ферменттердің оңтайлы рН мәні бар, ол кезде ферменттің субстратқа жақындығы жоғары болады. Бұл рН кезінде ферментативті белсенділіктің максималды мәніне жетеді.

Ортаның қышқылдығы немесе негіздігінің асып кетуі ферменттің денатурациясын тудыруы мүмкін, нәтижесінде оның белсенділігі төмендейді.

Ферменттер белсенділігінің рН профилі әр түрлі. Мәселен, мысалы, пепсиннің максималды белсенділігі 1-2 рН бірлігі арасында болады; трипсиннің оңтайлы рН мәні 8; және папаин рН 4-тен 8-ге дейінгі тұрақты белсенділікке ие.

Ферменттердің белсенділігі температура жоғарылаған сайын жоғарылайды. Жалпы алғанда, ферменттердің белсенділігі үшін оңтайлы температураға жеткенше, ферменттің белсенділігі әр 10 градус сайын екі есе артады.

Алайда, оңтайлы температурадан асқан кезде, реакция температурасы жоғарылаған сайын, фермент белсенділігі төмендеуге ұмтылады. Бұл температураның шамадан тыс жоғарылауына байланысты белоктардың, демек ферменттердің денатурацияға ұшырауына байланысты.

-Реакцияның иондық концентрациясы

Жалпы алғанда, ферменттер 0-ден 500 ммоль / л-ге дейінгі концентрация диапазонында оңтайлы белсенділікке ие. Алайда жоғары концентрациялар үшін ферменттің белсенділігі төмендеу үрдісіне ие.

1. 
   Сегель, Х. (1975). Биохимиялық есептеулер. (2^nd Шығарылым). Джон Вили және ұлдары, INC
   
2. 
   Лехингер, А.Л (1975). Биохимия. (2^nd Шығарылым). Worth Publishers, Inc.
   
3. 
   Mathews, C. K., van Holde, K. E. және Ahern, K. G. (2002). Биохимия. (3^ра Шығарылым). Пирсон Аддисон Уешли.
   
4. 
   Википедия. (2019). Ферменттерді талдау. Қалпына келтірілді: en.wikipedia.org
   
5. 
   Гонсалес Хуан Мануэль. (с.ф.). Кинетикалық фермент. Биомолекулалар курсы. Қалпына келтірілді: ehu.eus