катализаторов
1.
Общая характеристика
ферментов
как биологических
катализаторов
2. Ферменты (энзимы) – соединения белковой природы каталитически ускорять протекание химических реакций
ФЕРМЕНТЫ
(ЭНЗИМЫ)
–
СОЕДИНЕНИЯ
БЕЛКОВОЙ
ПРИРОДЫ,
КАТАЛИТИЧЕСКИ
УСКОРЯТЬ
ПРОТЕКАНИЕ
ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ
1.
2.
3.
4.
5.
Значение для изучения:
Ферменты - биологические регуляторы
химических процессов в клетке (основа
жизнедеятельности);
Нарушения в их структуре и функции –
возникновение энзимопатий.
Энзимодиагностика.
Энзимотерапия.
Использование к качестве реактивов для
определения метаболитов.
3.
Сходство ферментов с небиологическими
катализаторами заключается в том, что:
1. Небиологические катализаторы и энзимы ускоряют
энергетически возможные реакции;
2. Ведут реакции в обход энергетического барьера;
4.
Сходство ферментов с небиологическими
катализаторами заключается в том, что:
Свободная энергия
Еа
Е’а
Начальные
субстраты
Конечные
продукты
Еа – энергия активации некатализируемой реакции
Е’а – энергия активации катализируемой ферментами реакции
Время
5.
Сходство ферментов с небиологическими
катализаторами заключается в том, что:
3. В ходе катализа направление реакции не
изменяется;
4. Не расходуются во время реакции;
5. Требуется небольшое их количество.
6.
Отличия ферментов от небиологических
катализаторов (основные свойства)
1. Скорость ферментативных реакций значительно
выше;
2. Ферменты обладают высокой специфичностью
(субстратной и каталитической);
3.
Ферменты
обладают
конформационной
лабильностью.
4.
Энзимы
действуют
при
определенных
оптимальных
условиях
(температура,
рН,
микроэлементы, кооперативность);
5. Скорость ферментативной реакции может
регулироваться.
7.
Структура ферментов
Фермент (энзим)
Простой белок
Сложный белок
(РНК-аза,
пищевые ферменты)
(холофермент)
Белковая часть
(апофермент)
Небелковая часть
Простетическая
группа
Кофермент
8.
Небелковая часть
1. Производные витаминов
2. Гемы, входящие в состав цитохромов, каталазы,
пероксидазы, гуанилатциклазы, NO-синтазы и
являющиеся простетической группой ферментов
3. Нуклеотиды – доноры и акцепторы остатка
фосфорной кислоты
4. Убихинон, или кофермент Q, участвующий в
переносе электронов и протонов
5. Фосфоаденозилметионин,
участвующий
в
переносе сульфата
6. S-аденозилметионин – донор метильной группы
7. Глутатион, участвующий в реакциях
9.
Функции небелковой части фермента
1. Перенос атомов водорода, электронов
(окислительно-восстановительные реакции – НАД,
ФАД и др.).
2. Перенос химических групп (фосфопиридоксаль,
биотин и др.)
3. Реакции синтеза, изомеризации, расщепление связей
(ТДФ и др.)
10.
Активные центры ферментов
Субстратный
Каталитический
Аллостерический
Закономерности в построении активных центров
1. В построении активных центров принимают
участие
небольшое
количество
радикалов
аминокислот, обычно находящихся на значительном
расстоянии друг от друга в полипептидной цепи.
2. Чаще всего в состав центра входят радикалы гис,
сер, лиз, асп, цис.
3. В построении центров сложных ферментов
участвуют химические группировки небелковой
части.
11.
Активные центры ферментов
Субстратный
Каталитический
Аллостерический
Закономерности в построении активных центров
4. Если фермент является олиго- или мультимером, то
обычно на каждом протомере есть субстратный и
каталитический участки.
5. Энергия взаимодействия субстрата с активным
центром слабая с образование нековалентных связей
6. Активные центры формируются при образовании
третичной и четвертичной структуры белковой части в
процессе взаимодействия с субстратом (индуцированное
соответствие)
Объяснение:
Важным сельскохозяйственным растением семейства Бобовые (Мотыльковые) является горох посевной ― это одно из древнейших культурных растений. Его родина — это горы Афганистана и Северо-Западной Индии.
Горох посевной ― однолетнее травянистое растение. Его сложные листья оканчиваются ветвистыми усиками, которые цепляются за опору и поддерживают тонкий слабый стебель.
Цветок и плод имеют характерное для мотыльковых строение.
Семейство Мотыльковые включает много ценных пищевых культур. К ним, кроме гороха, относятся чечевица, фасоль, соя, арахис и другие растения.
У арахиса плоды с семенами созревают под землёй, поэтому их часто называют земляными орехами. Семена сои и арахиса, кроме белков, содержат много жиров.
Одно из самых известных и ценных растений семейства Паслёновые ― это картофель.
Его родина ― Южная Америка, где и сейчас растут дикие виды картофеля. В конце XVII в. в европейских странах картофель стали разводить ради получения съедобных клубней.
В настоящее время выведено много сортов картофеля, которые отличаются высокой урожайностью и хорошими вкусовыми качествами. В клубнях картофеля, кроме крахмала, содержатся и другие ценные для организма вещества.
Цветки картофеля имеют такое же строение, как у всех растений семейства Паслёновые. Их плохо посещают насекомые из-за отсутствия нектара, поэтому цветки, как правило, самоопыляемые.
К осени созревают плоды ― крупные зеленоватые ягоды с семенами внутри.
Растения из этих семян вырастают небольшие, с мелкими клубнями. Поэтому семена картофеля используют только при выведении новых сортов, а размножают эту культуру обычно вегетативным клубнями.
К семейству Паслёновые относятся и такие ценные пищевые растения, как томат, баклажан, перец. Их разводят ради вкусных и богатых витаминами ягод.
Плод томата ― крупная, сначала зелёная, позже оранжево-красная ягода, содержащая много полезных веществ.
Одним из основных представителей культурных растений семейства Сложноцветные является подсолнечник ― это высокое однолетнее растение с крупными цельными листьями. На верхушке его стебля расположено огромное соцветие корзинка.
Привезённое из Мексики растение с ярко-жёлтым соцветием назвали в Европе «цветком солнца». Многие годы его выращивали как декоративное. В Россию подсолнечник попал в XVIII в. также как декоративное растение. И лишь через много лет люди обнаружили хозяйственную ценность семян подсолнечника.
Его семянки содержат много жира. Его выжимают из семян для получения масла. Подсолнечное масло ― это ценный пищевой продукт.
В корзинке подсолнечника бывает до 1 тыс. цветков. Среди них различают трубчатые и ложноязычковые.
Из других пищевых растений семейства Сложноцветные широко возделывают топинамбур, или земляную грушу. Его клубни съедобны и по вкусу напоминают репу.
Большинство культурных растений относят к семейству Злаковые (Мятликовые) ― это пшеница, рожь, кукуруза, ячмень, овёс и др.
Пшеница ― это одно из древнейших культурных растений.
Её возделывают уже более 10 тыс. лет. Известно более 20 видов пшеницы, каждый из которых имеет много сортов.
Сорта пшеницы делят на две группы: твёрдые и мягкие.
Однако все виды и сорта пшеницы обладают общими признаками. Как у большинства злаков, стебель пшеницы ― соломина с хорошо заметными узлами.
Соцветие ― сложный колос. Он состоит из многих колосков. На оси каждого колоска сидят две колосковые чешуи, а за ними ― от 2 до 7 цветков.
У цветков пшеницы типичное для злаков строение: 2 цветковые чешуи, 2 цветковые плёнки, 3 тычинки, пестик с 2 рыльцами. В ещё закрытых цветках происходит самоопыление. Плод злаков ― зерновка.
Пшеница очень требовательна к почве и климату. Поэтому её выращивают там, где много тепла и света, а почвы плодородные.
Эндосперм зерна твёрдой пшеницы почти на четверть состоит из белка, называемого клейковиной. Обилие клейковины ценится в хлебопечении. Белый хлеб высшего сорта, а также лучшие сорта макарон получают именно из зерна твёрдой пшеницы.
Рожь ― это ветроопыляемое растение. Каждый колосок её сложного колоса содержит 2 хорошо резвившихся цветка и 1 недоразвившийся. Зерновка ржи узкая, длинная. Мука из зерновок ржи тёмная, из неё выпекают ржаной хлеб.
Ячмень также имеет соцветие сложный колос. В каждом колоске по одному цветку. При цветении ячменя происходит самоопыление, но в жаркое сухое лето возможно и перекрёстное опыление. Зерновки ячменя используют для изготовления ячневой и перловой круп.
Овёс отличается от ячменя и ржи. На веточках его раскидистого соцветия метёлки расположены колоски, в каждом из которых по 2-3 цветка. В них происходит самоопыление. Из зерновок овса в основном получают овсяную крупу, геркулес, также это и кормовая культура.
