Биологическая химия - [24]

Шрифт
Интервал
ткани или мг белка.

Свойства ферментов

Обратимость действия ферментов

Ферменты в зависимости от концентрации исходных и конечных продуктов реакции могут катализировать как процессы распада, так и процессы синтеза, т. е. каталитические реакции являются обратимыми. Впервые такую способность ферментов отметил А. Я. Данилевский в 1888 г. Он показал, что ферменты желудочного сока, которые расщепляют белки на альбумозы и пептоны, в определенных условиях способны синтезировать из этих промежуточных продуктов более сложные соединения. В работах И. П. Павлова, А. И. Опарина и других авторов было также отмечено, что в организме в зависимости от условий одни и те же ферменты могут катализировать или распад, или синтез необходимых веществ. Однако на основании имеющихся в настоящее время сведений надо признать, что обратимость действия характерна не для всех ферментов. Многие процессы распада и синтеза происходят не только под влиянием различных ферментов, но и разных механизмов.

Температурный оптимум действия ферментов

Ферменты являются термолабильными веществами, т. е. весьма чувствительными к изменению температуры. Установлено, что наивысшую активность ферменты проявляют в очень узком пределе температуры — 40-50°. До этого предела с повышением температуры на каждые 10° скорость катализируемой ими реакции повышается в 2 раза. Выше температурного оптимума активность ферментов снижается, а при температуре 70-80° совершенно прекращается — фермент инактивируется. Это положение относится к большинству ферментов, в том числе ко всем ферментам человеческого организма. Однако некоторые ферменты, например, рибонуклеаза, могут выдерживать кратковременное нагревание. Наряду с этим имеются ферменты некоторых микроорганизмов, которые существуют в воде горячих источников. При понижении температуры (гипотермия) активность ферментов снижается, но не исчезает. Если же создать этим ферментам оптимальные условия для их деятельности, то они снова проявят наивысшую активность. Примером может служить зимняя спячка животных. Эта особенность ферментов нашла широкое применение в хирургической практике, когда для проведения операций на грудной полости организм больного подвергают охлаждению примерно до 22°.

Влияние рН среды

На активность ферментов влияет и определенная концентрация водородных ионов (рН среды).

Для каждого фермента существует определенный узкий предел рН среды, который является оптимальным для проявления его наивысшей активности. Отклонение рН от оптимального вызывает понижение активности фермента и даже его инактивацию.

Оптимальные значения рН среды для некоторых ферментов будут следующими: для пепсина — 1,5-2,5; трипсина — 8,0-8,5, амилазы слюны -6,8-7,4, аргиназы — 9,8, кислой фосфатазы крови — 4,5-5,0, сукцинатдегидрогеназы — 9,0.

Специфичность ферментов

Одним из основных свойств ферментов, отличающих их от других катализаторов, является высокая специфичность, которая заключается в том, что каждый фермент может катализировать одну или несколько близких по своей природе химических реакций. Специфичность основана на строгом соответствии структуры субстрата и того участка фермента, с которым он. соединяется. По образному выражению Э. Фишера, фермент должен подходить к субстрату, как ключ подходит к замку. В последние годы вскрыты более тонкие механизмы взаимодействия субстрата и фермента (Кошленд и др.).

Специфичность ферментов условно подразделяется на несколько видов:

   1. Относительной специфичностью обладают ферменты, которые действуют на соединения, имеющие определенный тип связи. Например, протеиназы гидролизуют все соединения, имеющие в своем составе пептидную связь -СО-NH-, эстеразы расщепляют эфирную связь -О- и т. д. Ферменты, обладающие относительной специфичностью, являются ферментами широкого спектра действия.

   2. Групповая специфичность характерна для ферментов, которые действуют на субстраты, имеющие одинаковый тип связи и одну из функциональных группировок. К их числу относятся:

фосфомоноэстеразы, гидролизующие субстраты следующей структуры:

Для их действия обязательным условием является наличие эфирной связи (-О-) и остатка фосфорной кислоты

холинэстеразы, в субстратах которых имеются определенные группировки (эфирная связь и остаток холина):

   3. Абсолютная специфичность характеризует ферменты, действующие только на один субстрат с вполне определенной структурой. Например: аргиназа расщепляет аргинин на орнитин и мочевину по следующей схеме:

К ферментам, обладающим абсолютной специфичностью, относятся также уреаза, анетилхолинкгераза и др.

Следует выделить в отдельный вид специфичности и стереохимическую, при которой фермент будет действовать только на определенный сгереоиюмер субстрата.

Каталитическая активность

Ферменты обладают высокой каталитической активностью, которая зависит от ряда факторов. К ним относятся температура, рН среды, концентрации фермента и субстрата, наличие веществ, активирующих и тормозящих их действие, и т. д.

Зависимость активности фермента и, следовательно, скорости реакции от температуры и рН среды отмечена ранее (см.

Продолжить чтение
Рекомендуем почитать
Это у тебя в крови. Как изучить свой организм по анализу крови, если ты не врач

Все мы знаем, насколько важны для правильной диагностики анализы крови. Однако когда видим результаты, часто не понимаем, что они означают. Благодаря этой книге вы научитесь трактовать результаты анализов и делать конкретные выводы, узнаете, на что обращать внимание, как снизить риск развития заболеваний и выработать полезные привычки для поддержания здоровья всех систем организма.

Охотники за микробами. Как антибиотики, санация и дезинфекция ослабляют иммунитет и приводят к развитию новых заболеваний

Развитая медицина сохраняет жизнь миллионам людей, однако ее обратная сторона – злоупотребление технологиями и лекарствами – снова ставит под удар наше здоровье. От эпидемии ожирения страдает до 30% американцев; количество детей с аутоимунным диабетом в Финляндии за полвека использования антбиотиков выросло на 550%. Доктор Мартин Блейзер более 30 лет изучает микробиому человека – живущих с нами в симбиозе бактерий и точно знает: устойчивые штаммы, вызывающие смертельные заболевания, рост болезней у детей и такие недуги развитых стран, как астма, аллергии, ожирение, диабет, некоторые формы рака, возникают из-за нарушения микробиомы. Чтобы уберечь детей и самим не стать частью печальной статистики, нужно знать: чем патогенные бактерии отличаются от полезных и какую выгоду мы получаем от симбиоза с последними; как именно подрывают наше здоровье антибиотики и в каких случаях их использование обоснованно; что угрожает нашей микрофлоре и как восстановить ее, а вместе с ней – здоровье.

На ошибках учатся. Как не попасть в ловушку медицинских мифов

Не надо лечиться «на всякий случай» и попадать на удочку популярных медицинских мифов. В этом уверена Мария Евдокимова, потомственный врач, соучредитель первого в России медицинского центра, работающего по принципам доказательной медицины. Она развенчивает модные сегодня представления о том, как сохранить здоровье. Стоит ли верить всему, что пишут в интернете? Полагаться ли на Инста-докторов и как найти на самом деле знающего врача? К чему может привести бездумное применение витаминных добавок? Так ли страшен глютен, как им пугают? Можно ли пить молоко взрослым? Все о том, как без вреда сделать так, чтобы жить долго и отлично себя чувствовать, — профессионально, популярно, легко.

Взламывая анатомию

Наше тело — удивительная и сложная машина, все части которой работают слаженно, взаимодействуют с окружающей средой и даже учатся у нее.Эта книга подробно рассказывает об устройстве и работе тела, помогая понять, как развивались наши знания о нем. Она дает представление обо всех системах организма, объясняет медицинскую терминологию и отвечает на важнейшие вопросы. Дочитав до конца, вы заглянете не только в прошлое, настоящее и будущее, но и внутрь себя.

Чабрец против 100 болезней

Чабрец, тимьян, богородская трава. Издавна люди знали о поистине чудодейственных свойствах этого растения. С его помощью отгоняли злых духов, его цветами украшали иконы, им лечили множество болезней. Пришла пора вспомнить секреты древних знахарей. Если вы готовы принять помощь природы, эта книга для вас: чабрец излечит простуду и бронхит, утолит боль при радикулите и невралгии.

Заболевания желудка. Современный взгляд на лечение и профилактику

«Все сознают, что нормальная и полезная еда есть еда с аппетитом, всякая другая еда, еда по приказу, по расчету признается уже в большей или меньшей степени злом», — писал академик И. П. Павлов. Перед вами необычная книга. Главная ее особенность состоит в том, что желудок, его заболевания, а также их профилактика и лечение рассматриваются в «контексте» всего организма, в тесной связи с образом жизни и мыслями человека. Автор обращает внимание читателей на множество «мелочей», которым мы обычно не придаем никакого значения, не замечаем их влияния на состояние желудочно-кишечного тракта и здоровье в целом. Книга — не сухое повествование о болезнях, а увлекательное путешествие в мир под названием «человеческий организм». Для широкого круга читателей.