Ферменты. Значение и применение ферментов

ФЕРМЕНТЫ (латинский fermentum брожение, бродильное
начало; синоним энзимы) — специфические белки,
способные во много раз ускорять химические реакции,
протекающие в живых организмах, не входя при этом
в состав конечных продуктов реакции, то есть
являющиеся биологическими катализаторами.
Все химические реакции, происходящие в микроорганизмах,
в растительных и животных организмах,
катализируются соответствующими ферментами.

Строение ферментов
Ферменты
Простые
Сложные
Состоят только из цепочек аминокислот
Состоят из цепочек аминокислот и небелковой части- кофермента – витамины группы В, витамин С и многие микроэлементы.

КАК РАБОТАЮТ В ОРГАНИЗМЕ
Ферменты ускоряют практически все химические реакции, происходящие в клетках. Они имеют жизненно важное значение для человека, облегчают пищеварение и ускоряют метаболизм. Некоторые из этих веществ помогают разрушать слишком большие молекулы на более мелкие «куски», которые организм сможет переварить. Другие наоборот связывают мелкие молекулы. Но ферменты, говоря научным языком, обладают высокой селективностью. Это значит, что каждое из этих веществ способно ускорять только определенную реакцию. Молекулы, с которыми «работают» ферменты, называются субстратами. Субстраты в свою очередь создают связь с частью фермента, именуемой активным центром. Существуют два принципа, объясняющие специфику взаимодействия ферментов и субстратов. В так называемой модели «ключ-замок» активный центр фермента занимает в субстрате место строго определенной конфигурации. Согласно другой модели, оба участника реакции, активный центр и субстрат, меняют свои формы, чтобы соединиться. По какому бы принципу ни происходило взаимодействие результат всегда одинаковый – реакция под воздействием энзима протекает во много раз быстрее. Вследствие такого взаимодействия «рождаются» новые молекулы, которые потом отделяются от фермента. А вещество-катализатор продолжает выполнять свою работу, но уже при участии других частиц.

Селективность – каждый фермент ускоряет только одну какую-либо реакцию или группу однотипных реакций (или избирательность)
Субстрат – вещество , на которое действует фермент.
Молекула фермента значительно превышает молекулу субстрата.
Структура активного центра геометрически соответствует структуре субстрата – «ключ – замок»
«Ключ» – катализируемое вещество, «замок» – фермент.

Принцип действия ферментов
Модель «ключ – замок». В 1890г Эмиль Фишер предположил, что специфичность ферментов определяется точным соответствием формы фермента и субстрата.
Субстрат
Активный центр
Фермент
Комплекс (фермент/субстрат)
Продукт

Конкурентное ингибирование.
Скорость ферментативных реакций может быть частично снижена или полностью заблокирована определенными веществами – ингибиторами.

При таком виде ингибирования ингибитор по своей сути похож на субстрат фермента. Поэтому он соперничает с субстратом за активный центр. Что приводит к уменьшению связывания субстрата с ферментом и нарушению катализа. В результате не образуется фермент/субстратный комплекс и продукты реакции.
Фермент
Комплекс (фермент/ингибитор)
Ингибитор
Активный
центр
Присоединение ингибитору к ферменту
Занимая активный центр, ингибитор тем самым препятствует образованию фермент – субстратного комплекса – первой стадии ферментативного катализа.

Значение и применение ферментов

Лекарства
Медицина
Выделка кожи
Витамины
Пищевые концентраты
Хлебопечение
Виноделие
Фермент