Анисимова Елена Сергеевна: другие произведения.

Ферменты функции параграф

Журнал "Самиздат": [Регистрация] [Найти] [Рейтинги] [Обсуждения] [Новинки] [Обзоры] [Помощь]
Peклaмa:
Конкурс 'Мир боевых искусств.Wuxia' Переводы на Amazon
Конкурсы романов на Author.Today

Зимние Конкурсы на ПродаМан
Peклaмa
Оценка: 7.00*3  Ваша оценка:
  • Аннотация:
    Это параграф (один из нескольких десятков) учебника-пособия-путеводителя-тренажёра по биохимии для студентов биологических факультетов и медицинских ВУЗов.

  Автор текста - Анисимова Е.С. авторские права защищены. Продавать текст нельзя.
  Курсив не зубрить. Замечания можно присылать по почте: exam_bch@mail.ru
  
  Параграф 15: ФЕРМЕНТЫ (определение, природа, функции, классификация).
  См. сначала п.57-59.
  
  Содержание параграфа:
  15. 1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ферментов.
  15. 2. ФУНКЦИЯ ферментов в организме и ЗНАЧЕНИЕ ферментов для организма.
  15. 3. Недостаточная активность ферментов.
  Последствия прекращения работы фермента.
  Причины недостаточной активности фермента:
  15. 4. Избыточная активность ферментов.
  Последствия избыточной активности фермента.
  Причины избыточной активности фермента:
  15. 5. ЕДИНИЦЫ измерения активности ферментов.
  15. 6. Химическая ПРИРОДА ферментов.
  15. 7. ИСТОЧНИК ферментов в организме (откуда ферменты берутся в организме).
  15. 8. Условия синтеза ферментов в клетках.
  15. 9. Условия работы ферментов в клетках.
  
  Кратко: в организме есть белки, способные ускорять (то есть катализировать) химические реакции. Эти белки называются ФЕРМЕНТАМИ.
  
  Подробнее: в организме человека происходят превращения одних веществ в другие,
  то есть химические реакции.
  Многие реакции протекали бы с очень низкой скоростью,
  при которой жизнь организма была бы невозможна,
  если бы эти химические реакции не ускорялись специальными веществами,
  которые называются катализаторами (ускорителями реакций).
  Большинство катализаторов организма являются белками (другими словами, имеют белковую природу).
  Такие белковые катализаторы (они же каталитические белки) называются ферментами.
  
  15. 1. Определение ферментов. Что называют ферментами?
  
  Ферменты - это БЕЛКИ, которые способны КАТАЛИЗИРОВАТЬ химические реакции,
  Кратко: фермент - это каталитический белок или белковый катализатор.
  
  Определённый фермент - это молекулы белка определённого типа:
  с определённой первичной структурой (последовательностью аминокислотных остатков) и определённой конформацией.
  Отдельная молекула фермента представлена отдельной молекулой белка.
  Определённый фермент катализирует обычно определённую реакцию.
  
  15. 2. Функция ферментов в организме
  и значение ферментов для организма (нормальной активности ферментов).
  
  Ферменты осуществляют КАТАЛИЗ химических реакций в организме.
  То есть ферменты ускоряют химические реакции в организме.
  В этом значение ферментов для организма.
  
  Ферменты увеличивают скорость реакций в миллиард и более раз (в 105-1014 раз).
  Ферменты ускоряют только те реакции, которые протекают и без помощи ферментов хотя бы с очень низкой скоростью.
  Если реакция невозможна (не может протекать без катализатора в принципе даже очень медленно),
  то и под влиянием фермента она не может ни ускориться, ни начаться.
  То есть ферменты только ускоряют реакции, причём ускоряют только возможные реакции (возможные с точки зрения термодинамики).
  
  Ферменты - не единственная группа органических катализаторов в организме.
  Кроме ферментов (то есть белковых катализаторов),
  в организме есть еще одна группа органических катализаторов -
  они являются молекулами РНК
  и поэтому РНК называются рибозимами
  (название рибозим означает "рибонуклеиновый энзим").
  Примеры рибозимов в организме:
  мяРНК, входящая в состав сплайсосомы (п.80) и участвующая в сплайсинге,
  РНК, входящая в состав рибосомы и участвующая в транспептидации (п.82).
  
  Значение ферментов для организма в том, что
  без работы ферментов в качестве катализаторов жизнь организма невозможна,
  так как без участия ферментов большинство реакций организма
  протекали бы с крайне низкой скоростью, что несовместимо с жизнью.
  
  Термины:
  Вещество, реакцию превращения которого в другое вещество (в продукт реакции) катализирует фермент,
  называется СУБСТРАТОМ фермента.
  Вещество, которое образуется в результате химической реакции (из субстрата), называется продуктом реакции.
  В обратимых реакциях продукт одной реакции является субстратом обратной реакции и наоборот.
  
  15. 3. Недостаточная активность ферментов.
  
  Последствия прекращения работы фермента:
  
  прекращение работы фермента (недостаточная активность фермента)
  приводит к резкому снижению скорости реакции данного фермента
  (то есть скорости реакции, которую мог бы катализировать этот фермент),
  что приводит к накоплению субстрата реакции
  и к дефициту продукта реакции.
  Накопление ряда субстратов и дефицит ряда продуктов
  нарушают жизнедеятельность организма,
  могут ухудшать самочувствие, приводить к развитию заболеваний и к смерти.
  Например, накопление такого субстрата, как аммиак (в случае прекращения работы ферментов синтеза мочевины),
  или дефицит такого продукта, как АТФ (в случае прекращения работы ферментов, катализирующих реакции синтеза АТФ),
  приводят к смерти.
  Накопление такого субстрата, как фенилаланин (п.68) может привести к развитию олигофрении.
  
  Но если нет субстрата фермента, то не будет проблем и из-за накопления субстрата реакции. При условии, что можно обойтись без продукта реакции.
  
  Причины недостаточной активности молекул фермента:
  
  1. МУТАЦИЯ ГЕНА, кодирующего данный фермент, из-за которой данного фермента нет вообще или он малоактивен;
  мутация может быть врождённой из-за влияния мутагенов на организмы родителей
  или приобретённой в течение жизни индивида под влиянием мутагенов.
  Для коррекции нужна генотерапия, которая в настоящее время пока не развита. Иногда помогает исключение из пищи субстратов отсутствующих ферментов (см. фенилкетонурию).
  2. Отсутствие в пище микроэлемента или ВИТАМИНА, необходимого для работы этого фермента
  (эта причина устраняется включением в пищу этих веществ).
  3. Нарушение АКТИВАЦИИ витамина в организме
  (п.11; иногда можно скорректировать повышенными дозами витаминов).
  4. Дефицит в пище незаменимых АМИНОКИСЛОТ из-за дефицита продуктов животного происхождения (молочных, яиц, рыбы, мяса) и бобовых. - Корректируется включением в пищу этих видов пищи.
  5. АЦИДОЗ или алкалоз при ряде заболеваний и состояний.
  6. Появление в клетке ИНГИБИТОРОВ данного фермента.
  7. Появление в клетке веществ, под влиянием которых происходит ДЕНАТУРАЦИЯ белков.
  8. Снижение ТЕМПЕРАТУРЫ тела ниже 37 градусов.
  1-3 снижают активность определённых ферментов, а 4-8 снижают активность большинства ферментов.
  
  Кроме того, может быть недостаточным количество молекул фермента (концентрация фермента в клетке).
  
  Причины дефицита молекул фермента:
  1. Снижение скорости синтеза (см. далее).
  2. Нарушение транспорта молекул данного фермента в нужную часть клетки или из клетки (нарушение секреции).
  3. Повышение скорости расщепления данного белка (протеолиза)
  или всех белков клетки (например, при разрушении лизосом).
  4. Денатурация белков при нагревании, ацидозе и алкалозе, появлении веществ, вызывающих денатурацию белков.
  
  15. 4. Избыточная активность ферментов.
  
  Последствия избыточной активности фермента:
  
  избыточная активность фермента
  приводит к повышению скорости реакции данного фермента
  (то есть скорости реакции, которую катализирует этот фермент),
  что приводит к дефициту субстрата реакции
  и к образованию избытка продукта реакции.
  Накопление ряда продуктов и дефицит ряда субстратов
  нарушают жизнедеятельность организма,
  могут ухудшать самочувствие, приводить к развитию заболеваний и к смерти.
  Например, накопление такого продукта, как мочевая кислота
  (в случае избыточной активности ферментов синтеза мочевой кислоты),
  приводят к развитию ПОДАГРЫ, которая может привести к почечной недостаточности.
  
  Но если нет субстрата фермента, то не будет и проблем из-за избытка продукта.
  При условии, что можно обойтись без субстрата и продукта.
  
  Причины избыточной активности молекул фермента:
  
  1. МУТАЦИЯ ГЕНА, кодирующего данный фермент, из-за которой данный фермент становится чрезмерно активным;
  мутация может быть врождённой из-за влияния мутагенов на организмы родителей
  или приобретённой в течение жизни индивида под влиянием мутагенов.
  Для коррекции нужна генотерапия, которая в настоящее время пока не развита.
  2. Избыток в пище или воде микроэлемента или витамина,
  необходимого для работы этого фермента
  (эта причина устраняется снижением поступления этих веществ с водой и пищей).
  Например, избыток витамина С может привести к неправильному заживлению ран (слишком быстрому рубцеванию ран), так как приводит к чрезмерной активности ферментов синтеза коллагена.
  
  Кроме того, может образоваться избыток молекул фермента
  при повышении скорости синтеза данного фермента или
  при снижении скорости расщепления данного фермента.
  
  15. 5. Единицы измерения активности ферментов.
  
  Активность ферментов измеряется в том,
  какое количество субстрата превратилось за единицу времени (в продукт)
  или какое количество продукта образовалось за единицу времени (из субстрата).
  (То есть насколько изменилась концентрация субстрата или продукта за единицу времени).
  
  Единицей измерения активности ферментов является КАТАЛ (кат) -
  количество фермента, которое превращает 1 моль субстрата за 1 секунду.
  Другая единица измерения активности ферментов -
  это МЕЖДУНАРОДНАЯ ЕДИНИЦА (Е):
  количество фермента, которое превращает 1 мкмоль субстрата в 1 минуту.
  Моль в секунду - катал, мкмоль в минуту - Е.
  1Е равна 16,7нкат.
  
  15. 6. Химическая природа ферментов.
  
  Ферменты являются белками.
  То есть химическая природа ферментов - БЕЛКОВАЯ.
  Белковой природой обусловлен ряд особенностей ферментов, их отличия от неорганических катализаторов
  (способность разрушаться в агрессивных условиях, специфичность, регулируемость и т.д.)
  
  15. 7. Источник ферментов в организме
  (откуда ферменты берутся в организме).
  
  Как и все белки организма, ферменты образуются в организме
  в результате процесса, который называется СИНТЕЗОМ БЕЛКА.
  Синтез белка (и ферментов в том числе) протекает только в клетках.
  После синтеза ряд белков может секретироваться (выделяться) из клеток во внеклеточную среду
  (например, антибактериальный лизоцим, ферменты плазмы крови и т.д.)
  
  15. 8. Условия синтеза ферментов в клетках.
  
  Для синтеза ферментов (как и других белков) требуются:
  1) наличие "сырья" в клетке: БЕЛКОВЫХ АМИНОКИСЛОТ всех 20-ти типов,
  2) наличие в клетке ГЕНА, кодирующего данный фермент (первичную структуру фермента, порядок соединения аминокислотных остатков в данной молекуле белка),
  3) (иногда) наличие в клетке ВИТАМИНОВ И МИКРОЭЛЕМЕНТОВ (ионов металлов и селена),
  4) ряд регуляторов синтеза белков (активаторы транскрипции и т.д.),
  5) отсутствие ингибиторов синтеза белков (например, дифтерийного токсина),
  6) нормальные условия в клетке: температура, рН и т.д.
  
  Чтобы были все 20 типов аминокислот (для синтеза в клетке ферментов и других белков и веществ),
  в пище должны присутствовать в нужных количествах незаменимые аминокислоты
  в составе белков таких продуктов, как:
  молочные, мясо, рыба, яйца, соя и другие бобовые.
  
  Витамины и минералы тоже поступают в организм в основном в составе пищи (кроме этого, некоторое количество витаминов может синтезироваться и поставляться организму человека микрофлорой кишечника,
  витамин Д может синтезироваться в коже под действием света, но не входит в состав белков,
  дефицит витамина РР может отчасти компенсироваться синтезом коферментов НАД+ и НАДФН из триптофана при его достатке в пище).
  
  Гены должны быть такими, чтобы кодировать
  ферменты с нормальной активностью (не слишком высокой и не низкой),
  которые могут регулироваться.
  Изменение гена (мутация) может привести
  к появлению фермента с низкой или чрезмерной активностью,
  что может привести к развитию патологии.
  Причиной мутации может стать действие мутагенов:
  радиации, химических веществ, вирусов.
  Поэтому желательно не засорять биосферу мутагенами.
  
  15. 9. Условия работы ферментов в клетках.
  
  1. Наличие молекул ферментов в клетке (благодаря нормальной скорости синтеза данного белка).
  2. Наличие активаторов фермента.
  3. Отсутствие ингибиторов фермента.
  4. Отсутствие денатураторов - то есть веществ, под влиянием которых
  может произойти денатурация молекул ферментов (и других белков).
  5. Подходящие для данного фермента рН (около 7 обычно), температура (37 градусов), давление.
  6. Нормальная концентрация солей, ионов.
  То есть - нормальный химический состав клетки, в которой находится фермент.
  3. 10. Причины отсутствия работы фермента (обобщение).
  1. В клетке нет молекул фермента (или их мало):
  а) из-за того, что они РАЗРУШИЛИСЬ при протеолизе,
  б) из-за того, что молекулы фермента не поступили в нужное место,
  в) из-за того, что они и НЕ СИНТЕЗИРОВАЛИСЬ:
  из-за МУТАЦИИ гена данного фермента,
  из-за отсутствия сырья (АМИНОКИСЛОТ) для синтеза белков (недоедание),
  из-за отсутствия ВИТАМИНА или микроэлемента, нужных для работы этого фермента (из-за неправильного питания).
  2. Молекулы фермента есть, но они НЕ АКТИВИРОВАНЫ из-за отсутствия активаторов данного фермента (метаболитов или протеинкиназ и т.д.).
  3. Молекулы фермента есть и были активированы, но СТАЛИ НЕАКТИВНЫМИ из-за:
  а) появления в клетке ИНГИБИТОРОВ данного фермента,
  б) появления в клетке ДЕНАТУРАТОРОВ белков.
  4. Молекулы фермента есть, активны, но НЕТ СУБСТРАТА данного фермента
  из-за того, что субстрат
  а) не поступил в организм (из-за отсутствия в пище) или
  б) не образовался при переваривании пищи (из-за повреждений ЖКТ),
  в) не всосался в кишечнике (при синдроме нарушенного всасывания и т.д.),
  г) не поступил в клетку из-за отсутствия транспортёра или гормона
  (например, дефицит инсулина затрудяет транспорт глюкозы в клетки),
  д) не поступил в нужную часть клетки (например, жирные кислоты не поступают в митохондрии при отсутствии карнитина),
  е) не образовался в результате других реакций, катализируемых другими ферментами.
  Но к патологии отсутствие работы конкретного фермента приводит только в том случае,
  если организму нужна реакция, катализируемая данным ферментом,
  а реакция нужна только в том случае, если организму нужен продукт данной реакции или если организму нужно избавиться от субстрата данной реакции.
  Если продукт не нужен или его можно получить без данного фермента,
  если субстрат не вреден или от него можно избавиться без данного фермента, то отсутствие работы этого фермента не приведёт к патологии.
Оценка: 7.00*3  Ваша оценка:

Популярное на LitNet.com Л.Лэй "Пустая Земля"(Научная фантастика) А.Тополян "Механист. Часть первая: Разлом"(Боевик) Д.Сугралинов "Дисгардиум 4. Призыв Нергала"(ЛитРПГ) В.Бец "Забирая жизни"(Постапокалипсис) А.Лерой "Ненужные. Академия егерей"(Боевое фэнтези) О.Бард "Разрушитель Небес и Миров-3. Сила"(ЛитРПГ) А.Минаева "Академия Алой короны. Обучение"(Боевое фэнтези) К.Федоров "Имперское наследство. Вольный стрелок"(Боевая фантастика) Ф.Юлия "Я смертная."(Антиутопия) В.Кретов "Легенда 3, Легион"(ЛитРПГ)
Связаться с программистом сайта.

Новые книги авторов СИ, вышедшие из печати:
О.Батлер "Бегемоты здесь не водятся" М.Николаев "Профессионалы" С.Лыжина "Принцесса Иляна"

Как попасть в этoт список
Сайт - "Художники" .. || .. Доска об'явлений "Книги"