Ферменты, их биологическая природа, строение молекулы, роль в живом организме. Механизм ферментативного катализа.
Ферменты – катализаторы белковой природы. В бродильном производстве были открыты.
Активность фермента выше, чем неорганического катализатора, специфиность, все ферменты – белки, действуют при мягких условиях среды., лабильность-действие фермента зависит от разных факторов (темпертура, давление,пш)
Строение:
-Однокомпоненнтные ферменты: состоят только из белковой части, являются простыми белками.
-двухкомпонентные: белковая и небелковая часть. Соединяются 2 части за счёт химических связей: ионные,водорродные, гидрофобные, ковалентные.
Белковая часть-апофермент
Небелковая-кофермент, кофактор, простетическая группа.
Небелковые части могут быть различны: медб, железо, цинк,маганец, витамины группы В, нуклеотиды.
Активный центр фермента-место на ферменте, который химически взаимодействуют с превращенными веществами. Это место в в виде углублений. Физ-хими. Условия благоприятны для протекания реакций.
А.Ц образован боковыми радикалами амино-кислотных остатков.
В 2-х компонентных ферментах в состав активного центра входит небелковая часть.
Сукбстрат – вещесвто на кот. Действует фермент
Механизм ферментативного катализа – необходим контакт между ферментом и субстратом.
Эфмиль Флилер – Молекулы фермента и субстрата похожи друг на друга как ключ и замок. Фермент имеет жёсткую структуру, если ключ не подходит, то реакции не будет.
Кошланд – теория индуцированного соответствия.: Фермент и субстрат не полностью соответствуют друг другу первоначально. При отсутствии субстрата активной группы ферменты ориентированы так, что фермент не взаимодействует с субстратом, они не комплиментарны. При вхождении субстрата в активный центр фермента происходит перестройка молекулы фермента. Функциональные группы фермента занимают новое положение, более сответствующее субстрату и обнимания каталитического процесса.
|
|
|
Фермент взаимодействует с субстратом-образуется ферментативно-субстратный комплекс. В этом комплексе под действием фермента химические связи в субстрате деформируются, дестабилиируются, становятся менее прочными, стабильными, в итоге разрываются, образуются продукты реакции (продукт 1 продукт 2)или продукт 1. Они уже имеют другое строение, они не комплиментарны, фермент выходит из активного центра.
Ферменты снижают энергию активации хим.реакций.
Энергия активации - избыток энергии, по сравнению со среднй энергий молекул при данной температуре, которые они должны обладать чтобы вступить в реакцию.
Ферменты снижают энергию активации системы, т.к в результате ферменто-субстр. Комплекса реакция протекает не а 1 этап, а ступенчато, через несколько промежуточных реакций, кажадя из них требует меньше энергии активации.
|
|
|
Регулция активности ферментов в клетки, единицы ферментативной активности, механизм регуляции акивности фермента, зависимость ферментативно активности от внешних факторов,.мультиферментные комплексы.
Одна единица любого фермента – такое количество ферментов, которое в определённых условиях катализирует превращение субстрата со скоростью 1 моль/с.
-каталл(кат)
Факторы, влияющие на активность ферментов
-физ-хим услоия(активный синтез фермента)
-число молекул ферментов(влияние на их распад)(протеазы)
Эффекторы – малые молекулы, взаимодействующих ферментов,которые приводят к изменению его активности.
Активаторы – эффекторы, повышающие активность ферментов.
Ингибиторы – эффекторы, понижающие активность ферментов.
Изотерические эф-ры- не значительно изменяют структуру фермента, а регулируют его активность, связывая с активным центром.
Аллостерический –эффектор изменяет структуру всей всей молекулы фермента.
Изостерический эффектор – структура молекулы эффектора близка к структуре субстрата. Эффектор может связываться с а.ц фермента. Он не полностью копируетсубстрат. На этом этапе конец процесса ферментотирования. Фермент не может преобразовать молекулу эффектора и он остаётся связан и заблокирован. Молекул эффектора в клетки больше, чем молекул субстрата.
|
|
|
Конкурентное ингибирование
Может быть и продукт реакции конкурентом. Смысл: продукт реакции может блокировать свой собственный синтез, когда он в избытке.
Мультиферментный комплекс состоит из нескольких ферментов.
Аллостерическая регуляция – фермент всегда имеет 4-ую структуру. У них есть 2-ой центр связывания-аллостерический центр,находящийся на поверхности фермента.
Аллостерический центр используется для связывания молекул аллостерических эффекторов. когда эффекторы связываются с алостерическим центром,он изменяет конформацию всей молекулы фермента и структуру активного центра. Фермент может быть более активен, или наоборот, ингибитор.
Такой эффектор закрепляет активное или неактивное состояние.
На активность фермента влияет пш и температура, определяется это тем, что все ферменты являются белками.
Влияние температуры-при нзких температурах ферменты неактивны. Их можно замораживать и размораживать.
|
|
|
При высоких температурах активность фермента увеличивается до лпределённой температуры, а затем начинает снижаться, и падать до 0.
Оптимальная температура от 40 до 60 градусов.
При 90 градусов все ферменты теряют активность.
Пш = 7 благоприятна для работы ферментов.
Коэнзим А
С КоА связан ряд биохимических реакций, лежащих в основе окисления и синтеза жирных кислот, биосинтеза жиров, окислительных превращений продуктов распада углеводов. Во всех случаях КоА действует в качестве промежуточного звена, связывающего и переносящего кислотные остатки на другие вещества. При этом кислотные остатки в составе соединения с КоА подвергаются тем или иным превращениям, либо передаются без изменений на определённые метаболиты.
14.Клеточные мембраны, химический состав, строение, функции. Принцип компартментации – основа жизнидеятельности клетки.
Клеточная мембрана состоит из примерно одинакового количества белков и липидов (40 %), а также углеводов и ионов кальция и магния.
Липиды — это соединения, нерастворимые в воде, но растворимые в органических растворителях. В состав липидов входят насыщенные и ненасыщенные жирные кислоты. Липиды мембран относятся к фосфо- и гликолипидам.
Фосфолипиды — это сложные эфиры глицерина и высших жирных кислот, содержащие остаток фосфорной кислоты. Гликолипиды — это продукты соединения липидов с углеводами. Как и у фосфолипида, молекула гликолипида содержит два длинных гидрофобных хвоста и полярную головку, содержащую один или более остатков сахаров и не содержащую фосфата.
Белки — полимеры, состоящие из аминокислот. Всего известно около 300 аминокислот; в образовании белков участвуют только 20
Мембраны отделяют клетку от внешней среды, регулируют транспорт веществ между клеткой и ее свободным пространством, между разными органел- лами. Главный контроль за движением питательных веществ и метаболитов из клетки в клетку выполняет плазмалемма. Для большинства веществ она служит просто барьером, ограничивающим их движение по градиенту химического потенциала. Однако для некоторых веществ, имеющих особое значение для жизни клетки (сахара, аминокислоты, ионы), в мембранах существуют специальные белки, которые не только облегчают транспорт этих веществ в протопласт по градиенту химического потенциала, но и обеспечивают их транспорт через мембрану против градиента.
Контролируя поглощение и выделение веществ клеткой, мембраны таким способом регулируют скорость и направленность химических реакций, составляющих обмен веществ. Увеличение проницаемости мембраны может способствовать соединению фермента с субстратом, следовательно, пойдет химическая реакция, которая раньше была невозможна. Мембраны регулируют обмен веществ и другим способом — изменяя активность ферментов.
Мембраны увеличивают внутреннюю поверхность клетки, на которой находятся ферменты и протекают разные химические реакции. Они делят клетку на компартменты (отсеки, ячейки), отличающиеся по своему химическому составу. Каждая органелла, окруженная мембраной, является таким компартментом. Компарт- ментация клетки имеет очень большое значение. Благодаря избирательной проницаемости мембран компартменты отличаются по своему химическому составу. Например, хлорофилл содержится в хлоропластах; в вакуолях — запас аминокислот, сахаров, ионов; в ядре — почти вся ДНК клетки. В результате создается химическая гетерогенность клетки. Неодинаковая концентрация ионов по обе стороны мембраны приводит к возникновению разности электрических потенциалов, которую клетка может использовать для выполнения работы (транспорта веществ через мембраны, передачи электрических сигналов, синтеза АТФ).
Функцию компартментации клетки мембраны могут выполнять благодаря своей избирательной проницаемости.
Обладая избирательной проницаемостью, мембраны выполняют еще одну очень важную функцию: поддерживают гомеостаз в клетке и в отдельных органеллах.
Мембраны участвуют в адаптации клетки к внешним условиям.
Дата добавления: 2016-01-04; просмотров: 25; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!