Fermentas
Straipsnis iš Vikipedijos, laisvosios enciklopedijos.
Fermentas – baltyminis katalizatorius, pagreitinantis gyvajame organizme vykstančias chemines reakcijas tūkstančius kartų. Be fermentų šios reakcijos nevyktų arba vyktų labai lėtai ir gyvasis organizmas negalėtų egzistuoti. Fermentai naudojami kaip vaistiniai preparatai, kaip reagentai ar biocheminiai rodikliai diagnozei nustatyti.
Turinys |
[taisyti] Fermento veikimo mechanizmas
Fermentas sąveikauja su substratu (ar substratais), pakeičia jo struktūrą, t.y. substratą verčia į produktą. Fermentinė reakcija vyksta tik tam tikroje fermento dalyje – aktyviajame centre, kurį sudaro formuojantis tretinei baltymo struktūrai iš skirtingų baltymo molekulės vietų suartėjusios aminorūgščių liekanos. Aktyvus centras turi substrato jungimo ir katalizinę sritis.
Yra pasiūlyti modeliai, aiškinantys, kaip fermentas savo aktyviajame centre sąveikauja su substrato molekule. „Spynos ir rakto“ modelis teigia, kad fermento ir jo substrato sąveika galima tik tuomet, kai substratas atitinka aktyvų centrą taip, kaip raktas spyną. Kitas biokatalizės mechanizmus aiškinantis modelis teigia, kad sąveikaujant substratui su aktyviuoju centru, gali keistis arba substrato, arba aktyviojo centro, arba abiejų erdvinės struktūros taip, kad būtų palankiausia struktūta substrato molekulę pakreipti katalizinių grupių link. Prie fermento baltyminės dalies (apofermento), kad jis galėtų atlikti savo funkcijas, aktyvajame centre prijungiama nebaltyminė dalis – kofaktorius. Susijungę apofermentas ir kofermentas sudaro funkcionalią strukūrą, vadinamą holofermentu.
[taisyti] Fermentų klasifikacija
Fermentai pagal katalizuojamos reakcijos tipą skirstomi į 6 klases (lentelė). Literatūroje dažnai sutinkami darbiniai (trivialieji) fermentų pavadinimai, kurie sudaromi prie substrato ar katalizuojamos reakcijos pavadinimo pridedant galūnę -azė (alkoholdehidrogenazė, karboksipeptidazė)
| Klasė | Katalizuojama reakcija | Reakcijos pavyzdys | Poklasiai |
|---|---|---|---|
| 1 Oksidoreduktazės |
Katalizuoja oksidacijos – redukcijos procesus. Iš oksiduojamo substrato paimtus elektronus perduoda redukuojamam | AH + B → A + BH (redukuota forma) A + O → AO (oksiduota forma) |
Dehidrogenazės, peroksidazės ir reduktazės ir kt. |
| 2 Transferazės |
Katalizuoja funkcinių grupių (metil-, acil-, amino- ar fosfatinės grupių) pernašą nuo vienos molekulės prie kitos arba nuo vienos molekulės dalies į kitą tos pačios molekulės dalį. | AB + C → A + BC | Aciltransferazės, metiltrasferazės, kinazės ir kt. |
| 3 Hidrolazės |
Katalizuoja cheminių ryšių (C-O, C-N, C-S) skaidymą dalyvaujant vandeniui. | AB + H2O → AOH + BH | Esterazės ir kt. |
| 4 Liazės |
Nedalyvaujant vandeniui skaido ryšius tarp substrato atomų (C-C, C-N, C-O ar C-S), gali sudaryti naujus dvigubus ryšius suskaidyto ryšio vietoje. | RCOCOOH → RCOH + CO2 | Dekarboksilazės, dehidratazės ir kt. |
| 5 Izomerazės |
Katalizuoja tos pačios molekulės vidumolekulinį persigrupavimą. | AB → BA | Mutazės, racemazės ir kt. |
| 6 Ligazės |
Naudodami ATP hidrolizės metu išsiskiriančią energiją, katalizuoja C-O, C-S, C-N ar C-C kovalentinių ryšių susidarymą. | X + Y+ ATP → XY + ADP + Pi | Sintetazė |
[taisyti] Fermentų savybės
Fermentai, kaip visi katalizatoriai, reakcijos metu nėra nei sunaudojami, nei pagaminami. Jie nekeičia reakcijos pusiausvyros, o tik padidina reakcijos greitį. Tik fermentams būdinga tai, kad jie sąveikauja griežtai tik su tam tikrais substratais, yra stereo specifiški. Jie yra jautrūs temperatūros, terpės pH pokyčiams.
Fermentų aktyvumas yra reguliuojamas modifikuojant (pvz.: fosforilinant, metilinant), veikiant inhibitoriais (bet kuri cheminė medžiaga mažinanti reakcijos greitį) ar aktyvatoriais, keičiant fermento kiekį (baltymai organizme po tam tikro laiko degraduojami; sintetinami tik esant induktoriui) ir kt.
Fermentas yra aktyvus tik tam tikroje temperatūroje.Tai temperatūrai didėjant fermentas ima denatūruotis ir nebeatlieka savo funkcijos.Kylant temperatūrai reakcijos greitis greitėja ir yra didesnė galimybė substratui ir fermentui susidurti. reakcijų greitis priklauso nuo aktyvių fermentų kiekio.Jei yra pakankamai substrato ir tam tikra temperatūra ir pH tai rekcijos greitis bus proporcingas fermentų koncentracijai.
[taisyti] Fermentų struktūra
