А. Ж. Сейтембетова



жүктеу 2.91 Mb.
бет2/11
Дата19.09.2017
өлшемі2.91 Mb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11

22

Қанның сары суындағы белоктардың көбісінің ИЭН рН-тың 7-ден төмен мәнінде болғандықтан, олардың электрофорез әдісі арқылы бөлініп алынуы рН-9 мәнінде жүргізіледі. Дегенмен әр- түрлі белоктың теріс заряданың мәні әртүрлі болғандықтан олардың әлектр тоғы бар кеңістікте қозғалу жылдамдығы да түр-ліше сондықтан оларды бір-бірінен ажыратуға болады.





Қандағы сары су белоктарының әлектрофореграммасы Электрофорез әдісі арқылы белоктарды бірінен-бірін ажырату көптеген ауруларға диагноз қою үшін қолданылады. Себебі, кейбір науқас кезінде, белоктың кейбір фраяцияларында езгеріс болды, осы өзгерістерді көрсететін электрофореграмма арқылы аурудың қандай түрі екенін табуға болады.

Белоктардың жіктелуі,

Белоктардың кеңістіктегі орналасуына сәйкес глобулярлы және фибрилді -деп 2-ге бөлінетіндігі жоғарыда айтылып кетті. Ал, биологиялық қасиеті мен қызметіне сәйкес белок молекулаларын төмендегідей топтарға бөледі.

1. Белок - ферменттер /белоктардың ең үлкен тобы/.

2. Белок - гормондар /инсулин, гипофиздің гормондары,

қазопрессин, окситсцин/.

3. Ишундық белоктар /антиденешіктер, қанның у- глобулині

4. Транспорттық белоктар /қанның гемоглобині, қан сары

суының белоктары /

23

5. Жиырылғыштық функция /бұлшықеттің актомиозині/.



6. Құрылымдық белоктар /клетка мембранасының белоктары

т.б/.-


7. Запастық белоктар /сүттің казеині, жұмыртқа белогы/. химиялық құрылысының ерекшелігіне сәйкес белоктарды жәй протеиндер/ және күрделі /протейдтер/ деп екі топқа бөледі. Жәй белоктар, яғни протеиндер тек амин қышқылдарының қалдығынан тұрады. Жәй белоктардың қатарына, табиғатта кеңінен тараған - глютэлйн және проламин /өсімдік белоктары/, қанның альбуминдері мен глобулиндері /адам мен жануарлар организмінде/, гистондар мен протаминдер /ядролын белоктар/, коллагендер мен кератиндер /белок тәрізді заттар немесе протеиноидтар/ т.б. жатады.

Күрделі белоктрдың қатарына құрамында полипептидтік тіз-бектен басқа нуклеин қышқылдары, углеводтар, гем, фосфор қыш-қылы, металл иондары сияқты белоктық емес компоненттері бар белоктар жатады.

ХРОМОПРОТЕИДТЕР-түсті белоктар. Олардың құрамында пеп-тидтік тізбектен басқа,белоктық емес компонент - гем болады. Хромопротеидтердің қатарына: хлорофилл - өсімдік протеиді құ-рамында Мд2+ ионы бар, күн көзінің әсерімен СО2 жәке Н2О моле-кулаларынан глюкоза түзуге қатысады; қан гемоглобині - құра-мында Ғе2+ оины бар, 02 және СО2 тасымалдаушы белок; бұлшық-еттің миоглобита - құрамында Ғе бар, О2 байланыстыру қабілеті бар; тынас алу ферменттерт - цитокромдар / Ғе2+ Ғе3+/, каталаза, пероксидаза.

ГЕМОГЛОБИН /гемопротеид/ - қан эритроцитінің құрамында болады. Қанның жалпы массасының 806 г тең, /немесе 13-16 °/о/. Гемоглобин оттек молекуласын тірі организмнің әрбір клеткасына жеткізіп, ал клеткалардан тішілік ету процестерінің соңғы

заты болып табылатын көмір қышқыл газын алып кетеді. Гемоглобиннің молекулалық салмағы - 65000. Ол 96 °/о глобин белогы мен 4°/о - гемен тұрады. Гемоглобиннің молекуласы 4 полипептидтік тізбектен /2,J, 2в/ және 4 гемнен /4-Ғе2+ ионынан/ тұрады. Глобулярлы белок, мөлшері 70х55х55ао. Глобин белогы /J,в,J,в / - 574 амин қышқылынан тұрады, олардың ішінде лиг, арг-және гис /II °/о/өте көп кездеседі. Гистидиннің имидозоль сақинасы арқылы гем белоктың пептидтік тізбегімен бай-



24

Гемоглобиннің түрлік ерекшелігі, оның бірінші реттік құрлысымен анықталады. Адамның өсуімен дамуы кезінде, амин қышқылының құрамына сәйкес физикалық-химиялық қасиеттері әртүрлі

болатын гемоглобиннің бірнеше түрі түзіледі. Мысалы, НвР ~ ұрықтық гемоглобин /эмбриональды/, НвҒ-фетальды гемоглобин /жаңа туған нәрестенің гемоглобины/, НвА-қалыпты гемоглобин яғни ересек кісінің гемоглобины /гемоформуласы -

Гемоглобиннің құрамындағы амин қьшқылдарының эквиваленті емес алмасуының нәтижесінде аномальды гемоглобиндер түзіледі. Мұндай гемоглобиндер бірінен-бірі тек қана физикалық-химиялық қасиеттері жағынан ғана емес /ИЭН, электрофоретикалық қозғалғыштығы/, олар биологиялық қызметі жағынан да ерекшеле-неді, яғни өздеріне тән биологиялық қызметін атқара аламайды, 30-га жуық аномальды гемоглобиннің түрі белгілі. НвS , НвS



орақ тәрізді клеткалық анемия, біздің елімізде өте аз кездеседі, ал малярия ауруы дамитын /Африха, Азияның Онтүстік шығысында/ елдерде көп кездеседі, себебі Нв - малярия плазмодиясын қабылдамайды, сондықтан бұл макрорганизмдердің, адамның молекулалык деңгейде қорғанышы болып табылады,

- гемоглобиноз С, аса қауыпты емес,

Аномальды гемоглобиндердің оттегін байланыстыру қабілеті нашар, сондықтан көбінесе анемия ауруы дамида. Бұл науөқастың түрін гемоглобинопатия деп атайды, Заттың молекулалық құрлы-сының өзгерісіне сәйкес туатын ауруларды молекулярлы аурулар дейді.



Гемоглобинопатия осы молекулярлы аурулардың қатарына жатады.

Гем - 4 пирроя сакинасына және 4 - СН = 8 радикалдан, оңың төртеуі СН3-метил, екеуі - С - СН2 - винил, және екеуі - СН2СН2СООН пропишил және Ғв2+ тұраді.

25

:

1,3,5,8 -тетраметил;

2,4 - дивинил,

6,7 - пропионилпорфин.

Гемоглобиннің манызды туындыларының қатарына оксигемогло-бин жатады (НвО2), Оттек гемоглобиннің геміндегі Ғе 2+ иокына координациялық байланыс арқылы байланысады, Fе2+ екі валентті күйінде “алып, өзінің валенттігін өзгертпейді, Мұндай гемогло-бинді оксигенделген гемоглобин деп атайды. НвО2 - тотыққан гемоглобин деп атауға болмайды, ал НвО2- Нв + О2 ыдырауын тотықсыздану процесі деп қарастыруға тағы болмайды. Себебі гемнің құрамындағы Ғе2+ өзінің валенттігін өзгертпейді. Гемоглобин СО,NО сияқты газдармен де өте оңай байланысады.

Мысалы; СО + Нв —- НвСО

карбоксигемоглобин.

Гемоглобиннің СО-ны байланыстыру қабілеті өте жоғары болған-дықтан, СО-мен байланысқан гемоглобин оттекті байланыстыра алмайды, сондықтан СО - газымен уланған кезде, организмге оттек жетіспегендіктен әлім қаупы тез туады /Ал N0 -азот тотығымен, нитробелзолмен- уланған кезде гемоглобин метгемоглобинге дейін /НвОН/ тотығады. Метгемоглобинде Ғе 2+ үш валентті, әкпеден тканьдерге оттегін жеткізу қабілеті нашарлап метгемоглобинемия ауруы пайда болады. Улану дәрежесіне қарай, метгеисглобинемия да елім қаупын туғысуы мүмкін.

Нв /Ғе2+/' + тотықтырғыштар---------- Мет Нв Ғе 3+

/N0, К3Ғе/СМ /6/ т.б.

26

Гемоглобин туындыларының сандық мөлшерін анықтаудың ең сенімді жолы, олардың сіңіру спектрлерін зерттеу /спектрлік әдіс/.



Гликопротеиндер - құрамында белоктық компоненттерден басқа углеводтық компоненттер болатын күрделі белоктар. Углеводтық компоненттерге: манноза, галактоза, фукоза, гексозоаминдер, глюкурон қышқылы, нейрамик және сиал қышқылдары жатады.

Гликопротеидтердің биологиялық қызметі өте зор:

1. Қорғаныштық, тіректік, дәнекерлегіш қызметі /буын

сұйықтоқтары, шеміршек, сіңір, сүйек, кілегей, эпидермис

т.б./


2. Тканьдердің өткізгіштігін қамтамасыз ету /суды ұстау,

тургор/.

3. Иммундық қызметі /қанның топтары, антиденелер, грипп

вирустарын байланыстыру/.

4. Қанның ұюына кедергі жасау /гепарин/.

5. Са - сіңіру және шеміршектің сүйекке айналуына қатысу.

6. Гормондар /гипофиздің тропты гормондары/.

7. Қан тамырларының серпімділігін қамтамасыз ету /атеросклер-

оздық өзгерістер/.

8. Транспорттық және қорлық қызметі /трасферрин - Ғе, церул-

лоплазмин - Си т.б./.

Гликопротеидтердің белоктық бөлімі негізінен белок тәрізді

заттардың қатарына жататын коллагеннен тұрады.

Гликопротеидтерді екі топқа бөледі:

1. Қышқыл гликопротеидтер - мукоидтер, мукопротеидтер,

2. Нейтральды гликопротеидтер немесе жәй гликопротеитер

/40% дейін гекеозоаминдерден тұрады/.

I. Қышқыл гликопротеидтерді - мукопротеидтерді хондрому-коидтар /шеміршекте/, состеомукоидтар /сүйекте, овомукоидтар/, жұмыртқа белогы, муциндер /сілекейде, кілегей қабатында/ деп бөледі. Қышқыл гликопротеидтердің көмірсулық компненті

27

белокпен тығыз байланысқан қышқыл мукополисахаридтерден /гиа-лурон қышқылы мен хондроитин күкірт қышқылынан тұрады.



Гиадурон қышқыл - / N - ацетилглюкозамин - в , в -глюкуронил/, м.с, 10° дальтон.

Тұтқырлығы өте жоғары, көздің шыны тәрізді денесінде, буын-аралық сұйықтарда, клеткааралық желімдеуші заттардың құрамын-да болады.



Гиалурон қышқылын ыдыратушы фермент гиалуронидаза ферментдеп аталынады.

Хоңдроитин күкірт қышқылы - м.с“20 000 дальтон /N-

ацетил галактозамин - 6 – сульфатглюкурон қышқыл/

гепарин - N - сульфурилглокозамин - 6- сульфат+глюкурон қыш- қылы - /J- 1,4 - байланыс/. М.с- 16 - 20 000Д. Гепарин Гепарин май клеткаларынан /тучные/ бөлініп шығады. Қанның ұюына кедергі жасайды, липемиялық түссіздендіреді.

Себебі гепаринді липопротеинлипаза /липопротеидтерді ыдыратушы фермент/ ферменті активтендіреді. Әртүрлі ферменттермен байланыса алды.

  2. Нейтральды гликопротеидтер – бұлардың көмірсу, компаненттері белоктармен олардың құрамындағы серин, треонин, аспарагин қышқылдары арқылы берік байланысқан. Нейтральды гликопротендтердің көмірсу компоненті-не нейрамин қышқылы мен сиал қышқылы жатады.:

28

Нейрамин қышқылы сиал қышқылы

Нейрамин қышқылы мен сиал қышқылдары церуллоплазмин /Си-бар белок/, трансфериннің құрамында, эритроциттердің қабығында /строма/ холинэстераза ферментінің құрамында кездеседі.

Фукоза - 6 немесе дезокси—галактоза, галактозалон,га- лактозамин және глюкозаминмен бірге қанның ерекше топтарының құрамына кіреді.

Липопротеидтер -еритін және ерімейтін липопротеидтер. ерімейтін липопротеидтер биологиялық мембрананың құрамыңда болып, оларға ерекше қасиет береді. Қанның құрамында 500-700 мг еритін липопротеидтер бар. Электрофорез әдісімен оларды J

-ЛП және в- ЛП-деп 2 фракцияға бөлуге болады.





J-ЛП -қан белоктарының 3% құрайды, оның 35% липидтерден, б5% белоктардан тұрады. Қанның J -глобулиндері

J-ЛП белоктық бөлімін құрайды. М.с. -200 000Д.

J-ЛП - қан, белоктарының 3% құрайды оның 29% фосфолипид-терден, 39% холестерин әфирінен, 23% белок және қанның /- глобулиндері кіреді. М.с.-І.З млн Д.Қанның кұрамындағы липопротеидтерді анықтаудың диагностикалық мәні зор. Еритін липопротеид

29

Ерімейтін липопротеидтер, оларды кейде протеолипидтер деп атайды, бұлар нерв тканьдерінде көптеп кездеседі.



Липопротеидтер мен протеолипидтердің арасында ионогендік байланыс болуы. мүмкін.

Фосфопротеидтер - І°/о дейін фосфор бар дикарбон қышқылда- ры көп кездеседі. Са2+ Мд2+ Өкілдері - казеиноген /сутте/,

овалъбумин /жұмыртқа белогы/, ихтулин /балықта/, пепсин /асқазан сөлінің ферменті /т.б, Казеиноген - сиырдаң сүтінде 80%, ананың сүтінде 30%, сүзбеде – 15% сырда - 40°/о. Құрамында Р,Са болғандықтан, әсіресе балалар үшін өте құнды белок,

22,4% глютамин қышқылы, I,4% аспарагин қышқылы бар. Бұл қышқылдар Са2+ иондарын байланыстырады. 11°/о треонин, II %. серин фосфорды байланыстырады

ІІ ТАРАУ

ФЕРМЕНТТЕР



Ферменттер туралы жалпы түсінік ферменттердің адам

тіршілігіндегі маңызы

Тірі оргаиизмдегі химиялық реакциялардың жүруіне қатысатын ерекше белоктарды -фермент немесе энзим_ деп атайды, ферменттердің қасиетін, құрылысын, қызметін зерттейтін ғылымды энзимология деп атайды. Ферменттер барлық тканьде клеткада, субклеткалық құрылымдарда кездеседі. Кейбір ферменттері клетка ішінде синтезделіп, өзінің әсерін клеткадан тыс жүргізеді. Мысалы, пепсин, трипсин, липаза сияқты ас қорыту ферменттері. Олар асқазанның кілегейлі қабаттарында синтезделеді.

Ал кейбір ферменттер клетка ішінде синтезделіп, клетка ішінде “жұмыс” істейді, яғни өзінің қызметін атқарады. Мысалы, глю-6-фосфатаза, тотығу=тотықсыздану ферменттері. Ферменттер организмде жүретін зат алмасу' процесі кезіндегі химиялық реак- цияларды жылдамдатуға қатысады, яғни биологиялық катализатор

болып табылады.

30

Белгілі бір клеткада болатын ферменттерді тобы және олардың активтілігі бүкіл организмде жүретін зат алмасу реакцияларының бағытымен тығыз байланысты және осы процестерге тәуелді болады. Ферменттердің активтілігінің төмендігі немесе жетіспеуі көптеген науқастарға әкеп соқтырады. Мысалы, бауырдың гли-когенез ауруы глю-б-фосфатаза ферментінің жетіспеушілігінен дамиды. Фенилкетонурия ауруы фенилаланингидроксидаза ферментінің жетіспеушілігінен пайда болады.



Ферменттердің химиялық табиғаты

XIX ғасырдың аяғында, XX ғасырдың басында ферменттерді зерттеу, олардың белок екенін көреетті /1909 ж., Зеренсон/. Пепсиннің табиғаты белоктық екендігі И.П.Павлов лаборатория-сында зерттелді. Ол ферменттердің активсіз проферлент түрінде кездесетіндтігін айтты. Дегенмен ферменттердің табиғата биохи-мияның негізін қалаушылардың бірі А.М. Данилевскийдін фермент-терді тазартып бөліп алу әдісін ұсынғаннан кейін ғана шешілді. Оның лабораториясында ферменттерді талғамдық адсорбция әдісі арқылы тазартып бөліп алу нәтижесінде липаза ферментін бөліп алды. 1926 жылы Sumer уреаза ферментін кристлды түрде бөліп алса, 1930 жылы Northep пепсин мен трипсинді таза күйінде бөліп алып, одардың белок екендігін дәлелдеді. Осы жұмыстардан кейін барлық ферменттердің белоктық заттарға тататандығы мойындалды. Оны төмендегі қасиеттерінен көруге болады:

I/ ферменттердің белоктар сияқты кристаллизациялануы;

2/ қанның ерітіндісімен әсер еткенде нейтральды тұздардың

денатурациалануы;

3/ қайнатқанда т.б. әртүрлі факторлармен әсер еткенде

денатурациялануы;

4/ диализде ферменттерге тән қасиеттің болуы;

5/ белоктарға тән сапалық реакциялар/биурет реакциясы/

ферденттерге де тән.

Белоктардан ферменттердің бірден-бір өзгешелігі, олардың биохимиялық реакцияларды жылдамдатуы. Қазіргі кезде 2000-ға

жуық ферменттер белгілі оның 200-і кристалды түрде бөлініп алынған.ХҮІІ ғасырдын басында ағылшын ғалымы Ван Гельмент спирттік ашуға қатысы бар заттар туралы айтып. ferтеntatіo - /ашу, аштқы/, "еп, чуme. " /ашытқыда/ деген ұғымды енгізді.

31

ХУІІІ ғасырдың басында. Реомюр мен Спалланция жыртқыш құстардың асқазан сөлінің етке ерігіштік әсер ететіндігін, бұның механикалық емес, химиялық процесс екендігін көрсетті.



Орыс ғалымы Кирхгофф /1814/ крахмалдың солод экстрактісі-нің әсерінен қантқа айналатындығын көрсетті /амилаза ферменті бар/ 1837 жылы Берцелиус /Швеция/ - ферменттерді неорганикалық катализаторлармен салыстырды. 1894 ж. Фишер "кілт пен құлып" деп аталатын өзінің ферментпен субстраттың әрекеттесуін түсіндіретін гипотезасын ұсынды. Зат алшсуға қатысатан фер-менттер белгілі болғанмен, әлі ғылым алдында көптеген жаңа ферменттерді табу міндеті тұр. Соңғы жаңалықтардың біріне ферменттердің синтезінің: I/ генетикалық бақылауға жататынды-ғын:, 2/ өзінің активтілігін өзі реттей алатындығын және орга-низмнің дамуында олардың атқаратын ролін анықтау бағытындағы жұмыстарды жатқызуға болады.

Ферменттердің жіктелуі және номенклатурасы

Ферменттердің аталуы көбінесе олардың әсер ететін заттарына сәйкес болады, яғни сол заттың атының соңында - аза- деген жалғау қосу арқылы жүред; мыс: уреаза-мочивинаны ыдыратуға қаты-сатын фермент /urеа - мочевины/. Дегенмен бұл номенклатура барлық ферменттердің аталуын қамтамасыз ете алмады. Сондықтан қазіргі кезде ферменттердің аталуының халықаралық комиссия ұс-ынған номенклатурасы мен жіктелуі бойынша жүреді, яғни әрбір ферменттің өзінің номірі /шифрі/ және осы ферменттің жүргізетін реациясынаң табиғатын көрсететін жүйелі аталуы бар.

Мысалы: 2, 7, I, I деп белгіленген фермент қандай фермент екенін қарастарып өтейік. Мұндағы 2 – көрсетілген ферменттің трансфераза класына жататындығын, 7 - ферменттің фосфотранс-фераза подкласына жататындығын, I - ферменттің подкласы,яғни гидроксил тобын тасымалдаушы екендігін, ал соңғы Г - ферменттің подкласындағы реттік номірін көрсетеді. Сонымен 2, 7, 1,1 деп көрсетілген, АТФ гексозо = фосфаттрансфераза ферменті төмендегі реакцияны жүргізуге қатысады. АТФ + Д - глюкоза—— Е----АДФ + глю-6-ф,

Ферменттерің алты класы бар:

I. Оксидоредуктаза класы тотғығу=тотықсыздану реакцияларына

қатысатын фермеиттер. Оладың маңызды өкілдері;

I/ азробты дегидрогеназалар



32

2/ анаэробты дегидрогеназалар



3/ цитрохромдар;

4/ пероксидаза және каталаза фарменттері.

ІІ. Трансфераза - бір субстраттан екінші субстратқа әртүрлі химиялық, топтарда тасымылдаушы фертеттер: метилтрансфераза - метил тобын, ацил тобын аминотрансфераза - амин тобын, аминотрансфераза - амин тобын, фосфотрансфераза - фосфат тобын тасымалдайды.

Ш. Гидролаза - судың қатысумен гидролиз реакцияларын жүргізуге қатысатын ферменттар. Мысалы, встарам, гликозидаза, пепидаза, фосфатаза және т.б. ферменттер тобы жатады.

ІҮ. Лиаза - субстраттан химиялық топтардың, судың қаты-суынсыз бөлінуін қамтамасыз ететін ферменттер



Ү. Ивомераза - атомдардың молекула ішінде орнын ауыстырып, заттардың бір изомерінен екінші изаомеріне айналуын қамтанасыз ететін ферменттер. глр-бф ---- мутаза глю- Іф.

ҮІ. Лигаза немесе синтетаза ферменттері - синтезделу реакцияларын - химиялық байланнстардың АТФ энергиясының жұмсалуымен тузілуіне қатысатын ферменттер

33

Көрсетілген ферменттердің әртүрлі класына жататан фермент-ттер әртүрлі клеткалық құрылымдарда, органдарда орналасады. Бір-ақ, барлық ферменттердің жұмысы өзара тығыз байланысты және біріне бірі тәуелді. Барлық ферменттер белоктардың қатарына жа-тады, яғни көптеген белоктар ферменттік қызмет атқарада. 1930 жылы Совет биохимигі, академик В.А. Энгельгардт бұлшықеттің жиырылуына қатысатын белок миозиннің АТФ-азалық активтілік көрсететіндігін ашты. Сонымен қатар соңғы жылдары көптеген құрылыстық белоктар, мысалы, митохондрий мембранасының белоктары әрі құрылыстық, әрі фементтік қызмет атқаратындығы белгілі болды. Организмнің ферменттері клеткаларда жинақталған; яғни осы бір кіп-кішкентай "қапшықта" ас қорытуға, энергиямен қамтамасыз етуге т.б. құбылыстарға қатысатын ферменттердің үлкен тобы жинақталған. "Клетканың тіршілік етуін ферменттердің тір-шілік етуі" деп қарастыруға болады. Егер клеткада фермент -катализатор аз болса, немесе тіптен жоқ болса, онда зат алмасудың бұзылуы, аурудың дамуы басталады.



Мысалы, фенилпирожүзмдік олигофрения науқасы /ақыл-есітің кемістігі/ фенилаланин гидроксилаза ферментінің жетіспеушілігі-нен туады.

Ерте бастан, арнаулы тамақ режимін сақтау арқылы емдеуге

болады.

Ферменттердің жалпы қасиеттері

I. Ферменттер бейорганикалық катализаторлар сияқты реакцияны жылу эффектісіне әсері етпей, химиялық тепе-теңдікті, сандық, және сапалық күйін өзгеріске ұшыратпастан биохимиялық

34

реакциялардың жылдамдығын арттыра алады. Бейорганикалық катализаторлардан ерекшеліктері:

1. Ферменттердің табиғаты белоктық, сондықтан оның химия-лық реакциялардың жылдамдығын арттыруы, белоктың күйі, құрылысы сақталғанға дейін болады. Ферманттердің молекулалық салмағы 1000 нан 10 дальтонға дейін, көлемі субстраттың көлімінен бірнеше есе үлкен.

2. Ферменттердің "термолабилдігі", яғни бөлгілі бір темпе-ратурада ғана оптималды активтілік көрсете алады. Мыс: t- 37-42°; одан жоғары температурада денатурцияға ұшырайды.



3. Фермеиттердің реакция ортасының рН-на тәуелділігі. Көптеген ферменттердің рН - оптимуы –7-ге тең. Ал кейбір ферменттердің оптимумы күшті қышқылдық немесе күшті сілітілік ортада жатады.

Мысалы: пепоин рН - 1,5 - 2,5

трипсин рН -9-10 т.б.

амилаза рН -6,8-7,0

кателаза рН -6,8-7,0



4. Көптеген ферменттер қайтымды түрде әсер етеді, яғни тура жүретін реакцияны да, кері жүретін реакцияны да катализдеуге қатысада. Мысалы, липаза феременті майлардың синтезімен ыдырауын катализдейді. Май + НОН --- липаза жоғары карбон қышылдары + глицерин.

5. Ферменттердің әсерінің өте жоғары ұтымдылығы.

35

.

Сутектің асқын тотығының сумен оттегін ыдырау реакциясының ак-тивтендіру энергиясы /Аакт/ катализатордың қатысынсыз 20 ккал тең болса, бейорганикалық катализатордың қатысуымен 8 ккал тең, ал каталаза ферменті қатысқанда 2 ккал тең болады. I молекула карбоангидраза ферменті I секунд ішінде көмірқышқыл газының 5 молін сумен әрекеттестіреді, яғни ферменттің қатасуымен реакция жылдамдығы фермент қатыспағанға қарағанда 10 есе жылдам жүреді. Бұл реакция организмде көмірқышқыл газын тканьдерден қанға және өкпе альвеслаларына жеткізу көзінде жүреді.

6. Өте жоғары талғамдылығы ферменттердің субстратқа деген талғамын негізгі 2 топқа бөлуге болады:

а/ абсолютті талғамдылық;

б/ топтың талғамдылық.



Абсолютті талғамда ферменттер тек қана бір затқа, бір субстрат-қа ғана әсер етіп, бір ғана реакцияның жылдамдығын өзгертеді.

Мочевинаның аналогы метилмочевинаға уреаза әсер өтпейді.

Н2 N-CO- NH-СH3 ---уреаза әсер етпейді, реакция жүрмейді.

Сахаваза тек сахарозоға әсер етеді:





Топтық талғамдылық қасиеті бар ферменттер химиялық байла-ныстың белгілі бір түріне әсер етеді. Мыс: амилаза крахмалдағы, глюкогендегі ДJI - 4 гликозидтік байланыстарды ыдыратуға қатысады.

крахмал---------”ашлаза---------”декстрин ---------”мальтоза

7.Кейбір ферменттер стереотлғамдылық қасиет көрсетеді, яғни кеңістікте орналасуына сәйкес изомерлердің бір түріне ғана әсер өтіп, олардың химиялық өзгерістерін қамтамасыз етеді. Мысалы, адам организміндегі ферменттер L- амин қышқылдары мен

36

Д - моносхаридтеріне әсер өтеді /Д-глюкоза, Д-фруктоза/.



8. Реакцияның жүру жолына сәйкес талғамдылығы. Мысалы: гистидаза және гистиндиндекарбоксилаза ферменттерінің жұмысын қарастырайық. Бұл екі ферменттің субстратты талғамдылығы бір-дей, яғни бір субстратпен-гастидинмен әрекеттеседі: бірақ жүру жолына сәйкес гистидинді әртүрлі заттарға айналдырады.

9. Ферменттердің әсері активаторлар және ингибиторлар деп аталатын ерекше заттардың көмегімен реттеліп отырады. Ингиби-торлар ферменттердің әсерін тежеуге қатысса, активаторлар фер-менттердің әсерін күшейтіп отырады. Актаваторлар мен ингиби-торлардың ролін гормондар, метаболиттер, тұздар, витаминдер нуклеатидтер т.б. атқарады.

Осы ферменттердің активтілігін реттей отырып организм барлық өмір үшін маңызды құбылыстарды бақылап отырады. Ми9 бауыр клеткаларының әрқайсынының өзіндік ерекшелігі әртүрлі кле-каларда айрықша ферменттер тобының болуымен түсіндіріледі. Со-нмен қатар ферменттердің болмауы немесе олардың активтілігінің төмендігі бүкіл организмге залалын тигізеді.

Енді осы ферменттердің құрылысы қандай? Әсер ету механизмі қандай? Ферменттер - негізінен глобулярлы белоктар тобына жатады. Белоктармен қатар ферменттердің тобында белакқа жатпайтын компоненттер - кофакторлар болады. Ферменттердің белоктық бөлімін апофермент деп атайды, ол өз бетінше катализдік активтілік көрсетпейд. Кофакторлар да өз бетінше активтілік көрсет-пейді. Апофермент пен кофакторлар өзара 2 түрлі жолмен байланыс

37

түзуі мүмкін; I/ берік, коваленттік; 2/ әлсіз, каваленттік емес байланыс. Апоферментпен берік, коваленттік байланыс арқылы байланысқан кофактор прететикалық топ деп аталады, ал әлсіз коваленттік емес байланыспен байланысқан кофактор кофмент деп



Апофермент пен кофактордан тұратын ферменттік қасиеті бар

комплексті холсфермент деп атайды.



Кофактордың атқаратын қызметі:

I/ белоктың құрылысын өзгертіп, субстрат пенферменттің

әрекеттесуіне жағдай жасайды;

2/ -коферменттер атомдардың, топтардың, протондармен элек-трондардың тасымалдауына қатысады. Мысалы В2 витамині NН2 - тобының тасымалдауына қатысса, РР, В2 витаминдері, убихинон - Н* мен электрондардың тасымалдануына қатысады. Міне, сондықтан да витаминдер жетіспесе ферменттер өзінің жұмысын атқара алмайды, организм ауруға ұшырайды /цинта, рахит т.б./. Ферменттердің молекуласында бірнеше центр бар:

1/ активті; 2/ аллостерлік.



Активті центр деп полюсті радикалдары бар амин қышқылдары-нан тұратын сер/ОН/, цис /SН/, лиз/NН/, асп /СООН/ т.б. поли-пептидтік тізбектің бөлімін атайды. Тұзу тізбек бойынша бұл амин қышқылдары бірінен-бірі алыс тұрады, бірақ белоктың кеңістікте үшінші реттік құрылысы түзілген кезінде жақындасып айрықша бір құлылым активті центр құрып, субстратпен әрекеттесуге

38

Күрделі ферменттердің активтік центрінің құрамына кофак-торлар да жатады. 4-ші реттік құрылысы бар ферменттер болса, Олардың әрбір протомерінде өзінің активтік центрі болуы мүмкін, кейде екі протомер бірігіп бір активті центр құруы мүмкін. Ферменттердің активтік центрі 2 бөлімнен тұруы мүмкін: а/ жаңа-сушы; б/ катализдік сияқты бөлімдер.



Жанасушы бөлімде фермент субстратпен байланысса,, катализдік бөлімде осы байланысқан субстрат өзгерістерге ұшырайды. Дегенмен актквтік центрді, мұндай екі бөлімге бөлу шартты түрдегі ұғым, себебт субстраттың жанасу бөлімімен байланысуы ферменттің активтік центрінің талғамдығына және катализдік центрде реакцияның жүру жылдамдығына әсер етеді. Аллостерлік/грәк. авва - бөтен/ центр активтік центрден белгілі бір қашықтықта орналасқан. Бұл центрмен байланысқан заттардың молекуласы құрылысы жағынан субстрат молекуласанан ерекше келеді, бірақ фермент молекуласында кеңістікте орналасуын өзгертіп оның субстратпен әрекеттесуіне, осы байланыстың жылдамдығына өз әсәрін тигізеді. Ферменттің молекуласында бірнеше аллостерлік ценфр болуы мумкін. Аллостерлік центрмен байлашсатын заттарды аллостерлік эффекторлар деп атайды. Ферменттік реакциа жылдамығының артуына немесе тежелуіне сәйкес аллостерлік эффөкторларда 2 топқа бөлуге болады.

I/ аллостерлік активаторлар;

2/ аллостерлік тежеушілер.

1913 жылы эксперименттік жұмыстардың нәтижесіне сүйене отырып Михаэлис пен Ментен ферменттердің жұмыс істеуінің

қарапайым моделін ұсынды. Катализаторлардың химиялық реакцияларда жылдамдатуы активтендіру энергиясын төмендету арқылы жүретіндігі белгілі. Осыған ұқсас, клеткадағы биохимиялық реакциялардың ферменттердің қатысуымен жүруі, активтендіру энергиясының төмендеуі арқылы жүреді. Әрбір реакцияның

жүруі үшін термодинамикалық мүмкіндік болу керек, яғни реакция нәтижесінде түзілген заттардың энергиясы оған қатысқан заттың энергиясын қарағанда төмен болу керек. Яғни реакция бос энергияны бөлу арқылы жүреді. Көптеген жағдайда энергетикалық кедергіні жеңу керек бұл үшін жүйеге қосымша энергия беру қажет, осы реакцияның басталуына қажет энергияны активтендіру энергиясы деп атайды. Активтендіру әнергиясы неғұрлым аз болса, соғұрлым реакция жылдам жүреді.

39

каталаза


Мыс 2Н2 О2 ---------------Н2О+О2

Реакцияның акативтендіру энергиясы жоғарыда көрсетілген.



Фермент қалай осы активтендіру энергиясын төмендете алады? І/Фермент - субстратты комплекстің түзілуі:

а/ байланыстардың полярлығын арттыратын бұл комплексте

электрон тығыздығында өзгерістер пайда болады;

б/ ферменттің активтік центрінде және субстратта геометриялық өзгерістер пайда болады

Активтендіру энергиясы неғұрлым аз болса, соғұрлым активтелген молекулалар саны көп, соғұрлым химиялық реакциялар жылдамдығы жоғары. Михаэлис-Ментен өз модельдерінің негізі өтіп осы идеяны алды. Бұл модельдердің негізіне мыналар жатады:

1. Ферменттің субстратпен байланысы қайтымды, субстратпен катализдік центрде фермент - субстрат деп аталатын комплекс түзе жүреді. Ферменттің субстратпен байланысынсыз биохимиялық реакция әрі қарай жүрмейді, атап айтқанда белоктың субстратпен байланысы оның әсерінің талғамдылығын қамтамасыз етеді.

2. Әрі қарай фермент - субстратты комплекс ыдырап, реакция нәтижисінде түзілетін жаңа зат және фермент қайтадан бөлініп шығада. Схема түрінде:



Фермент - субстратты комплекс ЕS -тің түзілетіндігі эксперимент түрінде дәлелденген, бөлініп алынған және өзінше бір комплекс ретінде тіркелген.

40

Михаэлис және Ментен ферменттік реакцияның жылдамдығының - белгілі бір уақыт өткенге дейін субстраттың концентрация түзу сызықта тәуелділігін анықтады. Әрі қарай ферменттің активті центрі фермент - субстрат комплексімен(E -S) - қаныққан болады

да ферменттік реакцияның жылдамдығы өзінің максималды шегіне жетеді. Vmaх • Математика жолмен ферменттік реакцияның кине-тикасын мына төңдеумен жазуға болады.

Бұл Михаэлис - Ментен теңдеуі деп аталып, оған анализ жасап Км - физикалық мәнін табуға болады. Км - Михаэлис константасы. Егерде ферменттік реакцияның жылдамдығы болса, Км =[$]; Км - субстраттың ферменттік реакция жылдамдығының максималда мөлшерінің жартысына тең болуына қажетті кон-центрациясы. Км - фермент талғамдылығын көрсеткіші неғұрлым Км - мәні аз болса, соғұрлым ферменттің субстратқа деген байла-нысу қабілеттілігі артады, яғни субстраттың концетрациясы аз болғанда фермент ұтымды жұмыс істейді. Көптеген ферненттрде Км -ның мәні 102 мен 10 2 моль/л аралығында жатады, ал клеткадағы көптеген заттардың концетрациясы І0а моль/л шамасында /амин қышқылдары, глюкоза г.б./, сондықтан ферменттердің жұмысы бейорганикалық катализаторларға қарағанда ұтымды болады.



41

Фермент - субстратты комплекстің түзілуінің басқа да гапотезалары болды. Оның түзілуіне сутектік электростатикалық және гидрофобтық байланыстар қатысады, ал кейбір жағдайларда кова-ленетік және координациялық байланыстар да түзілуі мүмкін.



I/ Фишердің гипотезасы бойынша фермент пен субстрат біріне-бірі құлып пен кілт сияқты сәйкес келеді.

2/ Д.В. Кошлендтің гипотезасы бойынша фермент пен субстрат бір-біріне жақындағанда, біріне екіншісі сәйкестеліп орналасады.



Ферменттердің активтілігін реттеу_

Тірі организмдер өзінде жүретін құбылыстарды сыртқы ортаның жағдайына сәйкес реттей алады, бұл биореттелу деп аталады. Биореттелу ферменттердің активтілігін өзгерту арқылы жүреді. Ферменттердің активтілігін реттеудің негізгі жолдары төмендегідей:

I/ Проферментті активтендіру, Көптеген ферменттер өзінің активсіз түрі - проферменттер күйінде кездеседі. Әсіресе асқазан жолдарының ферменттер активсіз күйінде синтезделіп, сонан соң белок молекуласынан пептидтің бөлініп шығуы арқылы активті түрге айналады.

42

пепсиноген пептид пепсин

НСІ - асқазан сөлінің құрамында болып пепсиногеннің активаторы ретінде "жұмыс" істейді. Немесе:

Ферменттердің активтілігін, олардың организмге қажетсіз уақытында өзертуі, әртүрлі ауруларға шалдықтырады. Мысалы, жара, гастрит, панкреатит /трасилолмен емдеу/,

2/ Ферменттер активтілігінің коваленттік модификация арқылы реттелуі. Ферменттер синтезделгеннен кейін, әрі қарай өңделеді, өзгерістерге ұшырайды.

Мысалы, - Р03 - ОН тобының радикалға қосылуы немесе бөлініп шығуы арқылы кейбір ферменттердің жұмысы активтеледі. Мұны фосфорилдену немесе дефосфорилдену арқылы реттеу деп атайды.



Фосфорилаза, гликогенсинтаза ферменттері осы жолмен реттеледі.

3/ Ферменттер активтілігін тежеу арқылы реттеу. Бұл үшін ингибиторлар деген заттар қолданылады. Ингибиторлардың ролін әртүрлі метаболиттер, дәрі-дәрмектік заттар, кейбір гормондар, ауыр металдардың тұздары” улы заттар атқарады. Улы заттардың әсерінен ферменттердің активтілігі нашрлағаны соншалықты, адамның өліп кетуі мүмкін /мыс: цианид/. Ингибиторлар /I/, субстрат секілді ферментпен әрекеттесіп, Е -S комплекстің түзілуіне кедергі жасайды, сонымен ферменттің активтілігін


Каталог: Книги
Книги -> Таќырып: Деректану пјні
Книги -> Кәсіби өсудің жоғАРҒы мектебі
Книги -> Қазақстан республикасының білім және ғылым министрлігі
Книги -> Оразбек Нұсқабаев
Книги -> Мұхтар Әуезовтің «Абай», «Абай жолы» романдарының әдеби сында танылу және бағалану тарихы.
Книги -> Қазақстан республикасы
Книги -> Н. ТҰЯҚ баев т к. Арыстанов б. ӘБішев жалпы геология курсы
Книги -> С. П. Наумов омыртқалылар зоологиясы
Книги -> М а 3 м ұ н ы қазақ тілі леқсикологиясына кіріспе қазақ лексикологиясының мақсаты мен зерттеу объекгісі лексика
Книги -> Бағдарламасы (силлабус) Пән : Педагогика тарихы


Достарыңызбен бөлісу:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11


©kzref.org 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет