Ферменты Что это? Ферменты, или энзимы- это органические катализаторы белковой природы, которые ускоряют реакции, необходимые для функционирования живых. - презентация

1 Ферменты

2 Что это? Ферменты, или энзимы- это органические катализаторы белковой природы, которые ускоряют реакции, необходимые для функционирования живых организмов Известно более 2000

3 «Ферменты - возбудители жизни». И.П.Павлов. «Фермены - возбудители жизни». И.П.Павлов

4 Ферменты Простые (протеины). Сложные (протеиды) Белковыйкомпонент ++не белковая часть Белковыйкомпонент

5 Отличия ферментов от неорганических катализаторов Большая относительная молекулярная масса –

6 Ускорение одной реакции или группы однотипных реакций Организм быстро и точно выполняет программу синтеза нужных ему соединений Селективность (избирательность действия) Белки (пищи) - аминокислоты - белки организма Углеводы (пищи) - простые сахара - углеводы организма Жиры (пищи) - жирные кислоты, глицерин - жиры организма

7 Принцип действия ферментов Фермент и субстрат должны подходить друг к другу «как ключ к замку» Субстрат- вещество на которое действует фермент

8 Эффективность Скорость увеличивается в (некоторых реакций) Молекулы ферментов очень быстро восстанавливаются (миллионы раз за минуту)

9 Эффективность зависит от Температуры (наибольшая при t 37º) Среды раствора (от рН) Пепсин (рН – от 1,5 до 2,5 –кислая среда) Трипсин кишечного сока(рН = 8-9 – щелочная среда) Амилаза ( рН = 7 –нейтральная среда)

10 Термолабильность

11 Цель: Выяснить содержание и роль ферментов в клетках. Сравнить активность фермента в живых и мертвых тканях растений и животных. Обосновать значение фермента каталазы в клетках растений и животных. исследование « Фермент - каталаза»

12 1 – речной песок 2. Поместите: 1. Приготовьте пять чашек Петри и пронумеруйте их 2 – сырая печень 3 – вареная печень 4 – сырой картофель 5 – вареный картофель Практическая часть:

13 Таблица 1 Результаты исследования Исследуемый материал Наблюдения Выводы 1 речной песок 2 сырая печень 3 вареная печень 4 сырой картофель 5 вареный картофель

14 Значения pH физиологических жидкостей Среда Значение pH Возможные отклонения Желудочный сок Желчь печеночная Желчь пузырная Кровь Моча Пот Слезная жидкость Слюна Спинномозговая жидкость Сок верхнего отдела толстого кишечника Сок поджелудочной железы Сок тонкого кишечника 1,7 7,4 6,8 7,4 5,8 7,4 7,7 6,8 7,6 6,1 8,8 6,5 0,9-2,0 6,2-8,5 5,6-8,0 7,25-7,44 5,0-6,5 4,2-7,8 7,6-7,8 5,6-7,9 7,4-7,8 - 8,6-9 5,1-7,1

15 Механизм действия ферментов

16 Классификация ферментов Классы ферментов Катализируемая реакция Примеры ферментов или их групп Оксидоредуктазы 480 ферментов. Катализируют ОВ- реакции в живой клетке -дыхание, брожение, гликолиз. Дегидрогеназа, оксидаза Трансферазы Перенос определенной группы атомов -метильной, ацильной,фосфатной или аминогруппы-одного вещества к другому Трансаминаза, киназа Гидролазы 460 ферментов, к ним относятся пищеварительные ферменты, входящие в состав лизосом и других органоидов, где они способствуют распаду более крупных биомолекул на простые Реакции гидролиза Липаза,амилаза,пептидаза Лиазы Негидролитическое присоединение к субстрату или отщепление от него группы атомов. При этом могут разрываться связи С-С, C-N, C-O или C-S Декарбоксилаза, фумараза,альдолаза Изомеразы Внутримолекулярная перестройка Изомераза, мутаза Лигазы Около 80 ферментов. Катализируют реакции синтеза. Синтетаза

17 Фермент ПромышленностьИспользование Амилазы– расщепление крахмала Текстильная Удаление крахмала (на нитях – шлихтование) Хлебопекарная Превращение крахмала в глюкозу Пивоваренная Осахаривание крахмала Каталаза Пищевая Удаление пероксида водорода Резиновая Превращение латекса в резину Целлюлаза ПищеваяОсветление фруктовых соков Пектиназы Использование в промышленности

18 Фермент ПромышленностьИспользование Протеазы (расщепление белка) Папаин ПивовареннаяКачество пены Мясная Умягчение мяса Фицин Фармацевтическая Добавки к зубным пастам Фотография Смывание желатина с использ.пленки Пепсин Пищевая Производство готовых каш Фармацевтическая Препараты улучшающие пищеварение Трипсин ПищеваяДетские продукты питания

19 Фермент Промышлен ность Использование Протеазы РеннинСыроделие Получение казеина Бактериальные протеазы Стирка белья Стиральные порошки Кожевенная Отделение волоса Текстильная Извлечение шерсти Пищевая Производство кормов

20 Где наш организм берёт ферменты? Определённый ферментный потенциал мы наследуем при рождении. Этот ограниченный запас рассчитан на всю жизнь. Чем быстрее вы израсходуете энергию ферментов, тем быстрее вы «выдохнетесь». Вы живёте так долго, пока ваш организм обладает факторами ферментной активности, из которых он производит новые ферменты. Когда вы достигаете такого момента, когда ваш организм больше не способен производить ферменты, ваша жизнь заканчивается. Для людей основным источником «дополнительных» ферментов является пища. Она должна содержать их «определенный набор». Если ферменты присутствуют в еде, то они сами осуществляют значительную часть работ по перевариванию пищи. Но если вы едите пищу, прошедшую термическую обработку, лишённую ферментов, организм вынужден сам производить ферменты для переваривания. Это намного уменьшает ограниченный ферментный потенциал.

21 Связь между ферментами и наследственными болезнями обмена веществ была впервые установлена А. Гэрродом в 1910-е гг. Гэррод назвал заболевания, связанные с дефектами ферментов, «врожденными ошибками метаболизма». Если происходит мутация в гене, кодирующем определенный фермент, может измениться аминокислотная последовательность фермента. При этом в результате большинства мутаций его каталитическая активность снижается или полностью пропадает. Если организм получает два таких мутантных гена (по одному от каждого из родителей), в организме перестает идти химическая реакция, которую катализирует данный фермент. Например, появление альбиносов связано с прекращением выработки фермента тирозиназы, отвечающего за одну из стадий синтез темного пигмента меланина. Фенилкетонурия связана с пониженной или отсутствующей активностью фермента фенилаланин-4- гидроксилазы в печени. Медицинское значение Оглавление

22 Отсутствие или снижение активности какого-либо фермента (нередко и избыточная активность) у человека приводит к развитию заболеваний (энзимопатий) или гибели организма. Так, передаваемое по наследству заболевание детей галактоземия (приводит к умственной отсталости) развивается вследствие нарушения синтеза фермента, ответственного за превращение галактозы в легко усваиваемую глюкозу. Болезни, связанные с нарушением выработки ферментов

23 Сегодня известно, что раковые клетки защищены белковой оболочкой, которая мешает иммунной системе их распознать. Удалить эту оболочку могут только ферменты, разоблачая, таким образом, злокачественные клетки. Вот почему онкологическим больным в их диете ограничивают мясо или исключают его вовсе: этим самым сберегают ферменты, уходящие на расщепление мяса, дают им возможность участвовать в разоблачении раковых клеток Так что, если вы едите что- то вареное, а мясо всегда подвергаете тепловой или иной обработке, то обязательно ешьте вместе с вареным продуктом в 3 раза больше сырых овощей.

24 Причиной наследственного заболевания фенилкетонурии, сопровождающегося расстройством психической деятельности, является потеря клетками печени способности синтезировать фермент, катализирующий превращение аминокислоты фенилаланина в тирозин. Определение активности многих ферментов в крови, моче, спинно-мозговой, семенной и других жидкостях организма используется для диагностики ряда заболеваний. С помощью такого анализа сыворотки крови возможно обнаружение на ранней стадии инфаркта миокарда, вирусного гепатита, панкреатита, нефрита и других заболеваний.

25 1. Что такое ферменты? Что общего и каковы различия между ферментами и катализаторами неорганической природы? 2. Что понимают под селективностью ферментов? Какую роль в селективности играют пространственные факторы? 3. Гидролиз сахарозы катализирует как соляная кислота, так и фермент сахараза. В каком случае реакция протекает с большей скоростью? 4. Какие факторы влияют на каталитическую активность ферментов? Почему большинство биохимических реакций невозможны при температурах выше 50 °С? Контрольные вопросы

26 1. Ферментами называются: а) низкомолекулярные органические соединения, необходимые для осуществления процессов, протекающих в организме, б) природные катализаторы белковой природы, ускоряющие биохимические процессы, в)биологически активные вещества, которые вырабатываются железами внутренней секреции и регулируют деятельность органов и тканей живого организма, г)биологически активные вещества, угнетающие жизнедеятельность болезнетворных микроорганизмов. 2. Соотнесите: природа катализатора: 1) органический, 2) неорганический; характерное свойство: а)высокая селективность, б)небольшая относительная молекулярная масса, в) белковая природа, г) высокая эффективность. 3. Активность фермента зависит от: а) температуры, б) кислотности среды, в) присутствия кофермента, г) все предыдущие ответы верны.

27 Дайте ответ в форме: А =Б; А> Б; А Б) 3. А. Температурный оптимум для ферментов. Б. Температурный оптимум для неорганических катализаторов. (А < Б)

28

29