Ферментийн ерөнхий шинж чанарууд. Ферментийн идэвхгүйжилтийг үүсгэдэг нөлөө ба бодисууд Нойр булчирхайн хаалттай гэмтэл

Ямар ч үед эд эсэд агуулагдах ферментийн хэмжээг түүний нийлэгжилт, задралын харьцангуй хурд, түүнчлэн янз бүрийн дарангуйлагч, идэвхжүүлэгчийн концентрациар тодорхойлно. Дүрмээр бол ферментийн задрал, тэдгээрийн бууралт нь орчинд удаан байдаг. Ферментийг дарангуйлах, идэвхжүүлэх ажлыг маш хурдан хийж болно - секундын дотор.

Хувь хүний ​​ферментийн идэвхийг тодорхойлох, илэрхийлэх олон арга байдаг. Энэ нь ферментийн олон янз байдал, тэдгээрийн үйл ажиллагааг тодорхойлохын тулд янз бүрийн субстрат байгаа эсэх, ашиглахтай холбоотой юм.

Олон улсын биохимийн холбоо нь ферментийн нэгжийн дараах тодорхойлолтыг санал болгосон. Аливаа ферментийн нэгж нь өгөгдсөн стандарт нөхцөлд минут тутамд нэг микромол субстратын хувиргалтыг хурдасгах хэмжээ юм. ». Микромолын тоо нь стандарт нэгжийн тоотой тэнцүү байх болно . Олон улсын комисс боломжтой бол ферментийн идэвхийг 30 хэмд, ферментийн идэвхжилд оновчтой рН ба субстратын концентрацид тодорхойлохыг санал болгов.

Нийтлэг байдаг ферментийн шинж чанар гадагш урсах тэдний уургийн шинж чанараас . Ферментүүд thermolabile, тэдгээрийн үйл ажиллагаа нь орчны рН ба чийгшилээс хамаардаг тэд үйл ажиллагаа явуулж байгаа, түүнчлэн аас идэвхжүүлэгч ба дарангуйлагчийн нөлөө .

Температур нь тодорхой хязгаарт хүрэхэд ферментийн идэвхжил нэмэгддэг.. Ферментийн хамгийн оновчтой температурт хүрэхэд түүний катализаторын идэвхжил хамгийн өндөр байна. Ихэнх ферментүүдийн хамгийн оновчтой температур нь ихэвчлэн байдаг 40-аас 50 ° С-ийн хооронд (ургамлын ферментийн хувьд хамгийн тохиромжтой - 50 - 60 ° C, амьтны гаралтай ферментийн хувьд - 40 - 50 ° C). Гэсэн хэдий ч хамгийн оновчтой температур нь хатуу тогтмол биш бөгөөд олон хүчин зүйл, ялангуяа халаалтын үргэлжлэх хугацаа зэргээс шалтгаална. Ферментийн үйл ажиллагаа удаан байх тусам хамгийн оновчтой температур бага байх ёстой. .

Температурын 0-ээс 50 ° C-ийн хооронд 10 ° C тутамд температурын өсөлт, бууралтад ферментийн идэвхжил тус бүр 1.4-2 дахин нэмэгдэж, буурдаг. Цаашид халаахад ферментийн идэвх буурч, ба 80 - 100 ° C температурт ферментүүд ихэвчлэн уургийн денатурацийн улмаас катализаторын шинж чанараа бүрэн алддаг. .

Идэвхгүй байдлын температур (үйл ажиллагааны алдагдал) нь янз бүрийн ферментүүдэд өөр өөр байдаг.. Тиймээс уусмал дахь амилаза ферментийг идэвхгүй болгох нь 70 ° C, сахараз - 59 ° C, трипсин ба пепсин - 65 ° C-д тохиолддог. Хуурай нөхцөлд ферментүүд илүү өндөр температурт халахыг тэсвэрлэдэг. Гэхдээ маш өндөр температурт ферментийн идэвхгүй байдал шууд явагддаг. Пастеризаци, ариутгах, цайруулах, буцалгах явцад ферментүүд устдаг .

Дулаан идэвхгүйжүүлсний дараа зарим ферментүүд катализаторын идэвхээ сэргээдэг. Жишээ нь, пероксидаза нь 60 секундээс 150 ° C хүртэл халаасан ч катализаторын шинж чанараа бүрэн алддаггүй. Тиймээс пероксидазыг хамгийн халуунд тэсвэртэй фермент гэж үздэг.

0 хэмээс доош температурт ферментийн катализаторын идэвхжил огцом буурч, бүтээгдэхүүнийг хөлдөөсөн ч хэвээр байна.

Орчуулагчийн урвал нь ферментийн катализаторын идэвхжилд ихээхэн нөлөөлдөг. Ферментүүд нь орчны рН-ийн нөлөөн дор уусах чадвар, осмосын даралт, зуурамтгай чанар болон бусад шинж чанараа өөрчилдөг. Тэд үүнд итгэдэг орчны рН-ээс хамаарч ферментийн үйл ажиллагааны өөрчлөлт нь өөрчлөлттэй холбоотой ионжуулалтфермент, субстрат эсвэл фермент-субстратын цогцолбор .

Ферментүүд нь зөвхөн тодорхой рН-ийн хязгаарт хамгийн оновчтой үйл ажиллагааг харуулдаг.. Тиймээс ходоодны хүчтэй хүчиллэг орчинд ялгардаг пепсин нь рН 1.5 ба 2.5-д хамгийн оновчтой үйл ажиллагаатай байдаг. Үүний зэрэгцээ нойр булчирхайгаас арван хоёр нугалам руу ялгардаг протеазууд нь шүлтлэг рН-ийн бүсэд оновчтой үйл ажиллагаа явуулдаг бөгөөд трипсиний хамгийн оновчтой үйлдэл нь рН 8-9 дотор байдаг. РН-ийн хамгийн оновчтой хэмжээнээс дээш буюу доогуур байвал ферментийн идэвх буурдаг. .

Ихэнх ферментүүд нь төвийг сахисан, бага зэрэг шүлтлэг эсвэл бага зэрэг хүчиллэг орчинд хамгийн идэвхтэй байдаг. РН-ийн утга нь оновчтой байдлаас хүчиллэг эсвэл шүлтлэг орчинд шилжих үед ферментийн идэвхжил буурдаг.

Идэвхжүүлэгч ба дарангуйлагчФерментийн (саажилт) нь тэдний үйл ажиллагааг тус тусад нь бэхжүүлж, сулруулж, бүр зогсоож чаддаг. Идэвхжүүлэгчид Ферментүүд нь металлын ионууд юм: Na + , K + , Rb + , Mg 2+ , Ca 2+ , Cu 2+ , Fe 2+ ба сульфгидрил бүлгүүдийг агуулсан нэгдлүүд: SH, HCN, H 2 S . Эдгээр металл эсвэл нэгдлүүдийн уусмалд тодорхой концентрацитай байх нь зарим ферментийн бүрэн үйл ажиллагааг харуулахад хувь нэмэр оруулдаг.

Бүх ферментүүд ферментийн уургийн денатураци эсвэл задралын үр дүнд дарангуйлдаг..

Ихэнх тохиолдолд дарангуйлагчдын үйл ажиллагааны мөн чанар нь ферментийн молекулын идэвхтэй бүлгүүд эсвэл идэвхтэй төвүүдтэй нэгддэг. Ялгах ерөнхий ба тусгай дарангуйлагч . TO ерөнхий дарангуйлагч, аль бүх ферментийн үйл ажиллагааг саатуулдаг , лавлах хүнд металлын давс (хар тугалга, мөнгө, мөнгөн ус), гурван хлорт цууны хүчил, таннин . Ихэнхдээ хүнд металлын нөлөөн дор ферментийн үйл ажиллагааг дарангуйлах эсвэл зогсоох нь буцаах боломжтой бөгөөд хэрэв эдгээр металлуудтай нэгдлүүдийг үүсгэдэг бодисыг орчинд нэмбэл ферментийн идэвхжил сэргээгддэг.

Тусгай ингибиторуудзөвхөн тодорхой ферментүүдэд нөлөөлдөг. Тиймээс гидроцианы хүчил нь зөвхөн идэвхтэй төвд төмөр эсвэл зэс агуулсан исэлдэлтийн фермент дээр ажилладаг. Гидроцианы хүчил нь металуудтай нэгдэж, фермент нь үйл ажиллагаагаа алддаг.

Амьд эсэд ферментийн үйл ажиллагааны зохицуулалтыг зөвхөн тусгай идэвхжүүлэгч ба дарангуйлагчийн тусламжтайгаар төдийгүй протоплазмын янз бүрийн коллоид бүтцэд ферментийг холбох замаар гүйцэтгэдэг. Ферментүүдийн ийм холболт нь тэдний үйл ажиллагааг алдахад хүргэдэг. Нэгдлээс фермент ялгарах нь түүний катализаторын идэвхийг дахин сэргээдэг.

Ферментүүд маш өндөр даралтанд идэвхгүй болдог . Гэсэн хэдий ч даралтыг арилгасны дараа ферментүүд катализаторын үйл ажиллагааг сэргээдэг.

Хуурай бүтээгдэхүүнд ферментийн үйл ажиллагаа ихээхэн удааширдаг боловч бүрэн зогсдоггүй. Ферментийн үйл ажиллагааны үр дүн нь бүтээгдэхүүний чанар өөрчлөгдөхөд илэрч болно - харанхуйлах, үнэр, амт, бүтэц муудах гэх мэт.

Ихэнх ферментийн урвалын хурд нь ферментийн концентрацтай пропорциональ байна, наад зах нь эхний үе шатанд. Эхний үе шатуудаас гадна ферментийн урвалын хурд буурдаг.

Фермент нь субстраттай нэгдэл үүсгэдэг бөгөөд энэ нь чөлөөт фермент болон урвалын эцсийн бүтээгдэхүүн болж задалдаг.

Энд E нь фермент юм; S - субстрат; ES, фермент-субстратын цогцолбор; R нь эцсийн бүтээгдэхүүн юм.

Субстратын хэмжээ нь ферментийн хэмжээтэй харьцуулахад маш их байдаг тул субстратын концентраци нь ферментийн урвалын хурдад ихээхэн нөлөөлдөг. Хэрэв субстрат нь мэдэгдэхүйц илүүдэлтэй байвал үүссэн бүтээгдэхүүний хэмжээ цаг хугацаатай пропорциональ байна. Субстратын концентраци буурах тусам нэгж хугацаанд үүссэн эцсийн бүтээгдэхүүний хэмжээ (P) буурдаг.

Уусмал дахь фермент байгаа эсэхийг түүний үйлдлээр үнэлдэг. Тиймээс шүлс дэх амилаза байгаа эсэхийг шүлсний цардуулыг сахаржуулах чадвар, ходоодны пепсин байгаа эсэхийг - өндөгний цагаан эсвэл фибринийг хангалттай хурдтайгаар уусгах чадвараар нь дүгнэж болно.

Хүрээлэн буй орчны зохих урвалыг бий болгосноор ферментийн үйл ажиллагааг зохицуулах замаар тэдгээрийн катализаторын урвалын хурдыг хянах, түүнчлэн хүнсний бүтээгдэхүүнд агуулагдах ферментийн идэвхийг хянах боломжтой бөгөөд энэ нь ферментийн үйл ажиллагааг явуулах боломжийг олгодог. үр тариа, төмс, жимс жимсгэнэ, хүнсний ногоо хадгалах, олон төрлийн бүтээгдэхүүн (дарс, цай гэх мэт) үйлдвэрлэх. .).

Ферментийн нэршил, ангилал

Ферментийн тухай сургаалыг хөгжүүлэх эхний үед тэдгээрийг субстратын нэр эсвэл катализаторын урвалын төрлөөс хамааран санамсаргүй шинж тэмдгийн дагуу тодорхой системгүйгээр нэрлэжээ. Тиймээс пепсин фермент нь "пепсис" - би шингэцгээдэг, папаин - ферментээр баялаг папайя ургамлын шүүсээс нэрээ авсан. Хувь хүний ​​зохиогчид нэг ферментийг өөр өөр нэрээр нэрлэсэн тохиолдол гарсан.

Фермент судлалын шинжлэх ухаан хурдацтай хөгжиж байгаатай холбогдуулан 1961 онд Олон улсын биохимийн холбооны дэргэдэх ферментийн байнгын хороо ферментийн орчин үеийн нэршил, ангиллыг боловсруулжээ. Энэ ангиллын дагуу ферментийн нэр нь субстратын химийн нэр ба ферментийн явуулсан урвалын нэрээс бүрдэнэ. Ферментийн үйлчилдэг субстратын үндэсийн латин нэр (сахароз - сахароз), эсвэл энэ ферментийн катализаторын процессын нэр (гидролиз - гидролаз), нэмэлт төгсгөл"аза". Олон тооны ферментүүдийн шинэ нэрстэй хамт шинжлэх ухааны ном зохиолд баттай батлагдсан хуучин (пепсин, трипсин, папаин гэх мэт) хадгалагдан үлджээ.

Орчин үеийн ангиллын дагуу бүх ферментийг дараахь байдлаар хуваадаг зургаа ангиуд: оксидоредуктаза; трансферазууд; гидролаз; лиаз; изомераза; Лигаза (синтетаз) . Ферментийн ангилал нь тэдгээрийн үйл ажиллагааны шинж чанарт суурилдаг.

Анги бүрийг дэд ангиуд, дэд анги бүрийг бүлэг болгон хуваана..

Оксидоредуктаза

Эдгээр нь катализ үүсгэдэг ферментүүд юм Redox урвалууд амьд организмд тохиолддог. Организм дахь бодисын исэлдэлтийн урвал нь үргэлж буурах урвал дагалддаг. Оксидоредуктазыг дараахь байдлаар хуваана 14 дэд ангилал (хамгийн өргөн хүрээтэй ферментийн ангилал).

Исэлдэлт нь устөрөгчийг (электроныг) субстратаас зайлуулах үйл явцаар явагддаг ба бууралт нь устөрөгчийн атомууд (электронууд) хүлээн авагчид нэмэгддэг. Энэ урвалыг схемийн дагуу дараах байдлаар илэрхийлж болно.

AN 2 + B \u003d A + BH 2,

Энд AN 2 нь устөрөгчөө өгдөг бодис бөгөөд үүнийг донор гэж нэрлэдэг; В нь устөрөгчийг зайлуулдаг бодис бөгөөд үүнийг хүлээн авагч гэж нэрлэдэг.

Төрөл бүрийн бодисууд исэлдэж болно - нүүрс ус, өөх тос, уураг, амин хүчил, витамин гэх мэт.

Амьд эдэд оксидоредуктазын үүргийг өргөн хүрээтэй бүлгүүд гүйцэтгэдэг дегидрогеназууд Тэгээд оксидаза исэлдүүлж буй субстратаас хамааран нэрлэсэн . Тиймээс алимны хүчлийг усгүйжүүлдэг ферментийг малатдегидрогеназа, усгүйжүүлэгч этилийн спиртийг спирт дегидрогеназа гэх мэт.

Оксидоредуктазын ангилалд усгүйжүүлэх урвал явуулдаг дегидрогеназууд үндсэн ач холбогдолтой байдаг. Бүх дегидрогеназыг хоёр бүлэгт хуваадаг : оксидаз гэж нэрлэгддэг агааргүй ба аэробик .

Анаэроб дегидрогеназуудкатализаторын тусгай ферментүүд юм устөрөгчийн хуваагдал тодорхой химийн бодисоос бусад ферментүүд - устөрөгчийн тээвэрлэгч рүү шилжүүлдэг. Эдгээр дегидрогеназууд нь коэнзим нь уургийн хэсгээс амархан салдаг хоёр бүрэлдэхүүн хэсэгтэй ферментүүд юм. Коэнзим хэлбэрээр Агааргүй дегидрогеназууд нь никотин-амид-аденин-нуклеотид гэсэн хоёр бодисыг агуулж болно. ДЭЭД ) эсвэл никотин амид аделинин нуклеотид фосфат ( NADP ). Эдгээр хоёр бодис хоёулаа онцгой өндөр исэлдэлтийн урвалд ордог.

Төрөл бүрийн органик нэгдлүүдийн исэлдэлтийг хурдасгадаг олон тооны агааргүй дегидрогеназууд байдаг. Тиймээс лактат дегидрогеназа нь сүүн хүчлийг пирувийн хүчилд исэлдэх урвалыг, изоцитрат дегидрогеназа нь изоцитийн хүчлийг оксало-сукцин болгон исэлдүүлдэг.

Бүлэг рүү аэробик дегидрогеназа (оксидаза)ферментүүд орно коэнзим хэлбэрээр орсон витамин В 2 , (рибофлавин ), тиймээс эдгээр ферментүүдийг нэрлэдэг флавин . Флавины ферментүүд нь исэлдсэн бодисоос устөрөгчийг авч, бусад нэгдлүүд эсвэл агаар мандлын хүчилтөрөгч рүү шилжүүлэх чадвартай.

2H 2 O 2 → 2H 2 O + O 2.

Исэлдсэн бодисоос устөрөгчийг авч, агаарын хүчилтөрөгч рүү шилжүүлэхэд оксидаза нь нэгэн зэрэг ус эсвэл устөрөгчийн хэт исэл (H 2 O эсвэл H 2 O 2) үүсгэж болно. Энэ бүлгийн ферментүүд нь полифенол оксидаза, аскорбат оксидаза, глюкозын оксидазыг агуулдаг.

Полифенол оксидазань аэробик дегидрогеназа бөгөөд үүний төлөө устөрөгч хүлээн авагч нь хийн хүчилтөрөгч юм .

Энэ нь о-дифенол, полифенол, таннин, тирозин дээр ажилладаг. Полифенол оксидаза нь мөөгөнцөр, өндөр ургамал, ялангуяа ногоон цайны навчинд өргөн тархсан байдаг. Полифенол оксидазын үйлчлэл нь жимс, хүнсний ногоо, төмсний нухаш харанхуйлах, мөн шинэхэн цайны навчийг мушгихад харанхуйлж байгааг тайлбарладаг. Полифенол оксидаза нь ургамлын амьсгалын замд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.

Фермент пероксидаза Энэ нь полифенол оксидаза ба цитохром оксидазын хамт ургамлын амьсгалын үйл явц, фитопатоген ургамлын бичил биетний эсрэг ургамлын хамгаалалтын урвалд идэвхтэй оролцдог.

Пероксидазын идэвхтэй бүлэгт агуулагддаг төмөр . Пероксидазын ферментийн тусламжтайгаар устөрөгчийн хэт исэлтэй болон бусад зарим органик хэт исэл, органик нэгдлүүд исэлддэг. Пероксидаза нь нарийн төвөгтэй органик нэгдлүүдийг үүсгэдэг бөгөөд үүний үр дүнд хэт исэл идэвхжиж, устөрөгчийн хүлээн авагчийн үүрэг гүйцэтгэх чадварыг олж авдаг.

Олон тооны органик нэгдлүүд нь агаар мандлын хүчилтөрөгчтэй урвалд орж, хэт исэл үүсгэдэг. Хэт исэл нь ханаагүй холбоо бүхий нэгдлүүдийг агаарын хүчилтөрөгчөөр исэлдүүлэхэд амархан үүсдэг: каротиноидууд, ханаагүй тосны хүчил, зарим нүүрсустөрөгчид.

Фермент каталаз устөрөгчийн хэт ислийг ус ба хүчилтөрөгч болгон хуваах үйл явцыг хурдасгадаг.

Пероксидаза шиг каталазын молекулын найрлагад орно төмөр . Бие дэх каталазын гол зорилго нь амьсгалын явцад үүсдэг эсэд хортой устөрөгчийн хэт ислийг устгах явдал юм.

Фермент липоксигеназ өөх тосны исэлдэлтийн доройтлын үед хэт исэл ба гидропероксид үүсэхийг хурдасгадаг.

Хаугаард 1946 онд үйл ажиллагаа нь сульфгидрил бүлгийн бууруулсан хэлбэрээс хамаардаг ферментүүд хүчилтөрөгчийн хортой нөлөөнд ер бусын мэдрэмтгий байдгийг харуулсан. 1972 онд Tjioe, Haugaard нар 5 кгс/см2 үнэмлэхүй даралттай O2-ийн нөлөөгөөр ийм ферментийг идэвхгүйжүүлэх нь идэвхтэй сульфгидрил бүлгүүд алга болсонтой холбоотой гэсэн дүгнэлтэд хүрсэн байна.

-ийн уушгинд хархнуудГипероксигийн нөлөөн дор (PiO2 = 5 кгс / см2) гидрогеназын идэвхжил ба сульфгидрил бүлгийн агууламж 15-30 минутын дараа мэдэгдэхүйц буурч, үүнтэй зэрэгцэн макроскоп биш, зөвхөн жижиг микроскопийн өөрчлөлтүүд ажиглагдсан. эдэд тэмдэглэсэн. 45 минутын турш өртсөний дараа уушгины гэмтэл, бисульфидын агууламж нэмэгдсэн байна.

Үүнээс бусад нь ферментүүдидэвхтэй сульфгидрилийн бүлгүүдийг агуулсан бусад олон ферментүүд нь гипероксигийн нөлөөн дор идэвхгүй болдог. Мөн идэвхтэй байж болох радикалууд нь пептидийн гинжин хэлхээ, ялангуяа амин хүчлүүдэд эргэлт буцалтгүй гэмтэл учруулж болзошгүй юм.

липидийн хэт исэл

Харилцаа холбоо ханаагүйХэт исэлдсэн анион эсвэл бусад зарим чөлөөт радикалуудтай липидүүд нь эхлээд липидийн радикалыг ялгаруулахад хүргэдэг бөгөөд дараа нь хүчилтөрөгчийн оролцоотойгоор аутоксидацийн үр дүнд липидийн хэт ислийн радикалыг үүсгэдэг. Липидийн хэт исэл нь бусад липидүүдтэй цаашдын харилцан үйлчлэл нь липидийн чөлөөт радикалууд ба хэт ислийн нэгдлүүдийг циклээр нөхөн сэргээх чадвартай бөгөөд ингэснээр гинжин урвал, аажмаар липидийн хэт исэлдэлтийг үүсгэдэг.

Ковачич, Мишра(1980) хархны тархины зүсмэлүүд дэх липидийн хэт исэл нь агаарын хэвийн даралттай үед ч гэсэн хэт ислийн нэгдлүүдийн дунд болон эсийн доторх шингэнд хуримтлагддаг болохыг харуулсан. Хүчилтөрөгчөөр өдөөгдсөн липидийн хэт исэлдэлт нь in vivo тодорхой тодорхойлогдоогүй байгаа ч энэ нь тархины эд, эритроцит, мэлхийн давсаг, тусгаарлагдсан хархны уушгинд тохиолдож болно гэсэн судалгаа байдаг.

IN уран зохиолМембранаар холбогдсон идэвхтэй тээврийн системүүд нь хүчилтөрөгчөөр идэвхгүй болдог гэсэн олон мэдээлэл байдаг. Глютамины хүчлийн давсны хэрэглээ нь калийн дамжуулалттай холбоотой тээврийн системээс хамаардаг нь батлагдсан. 1957 онд Каплан, Стейн нар далайн гахайн тархины гахайн хэсгүүдэд 90 минутын турш 6 кгс / см2 үнэмлэхүй даралттай хүчилтөрөгчийн нөлөөнд өртөхөд глютамины хүчлийн давсны эд эсийн хэрэглээ, хуримтлагдах үйл явц зөрчигдөж байгааг илрүүлжээ. калийн.

Үүнтэй төстэй хэв маяг 1970 онд Жоанни нар 1-10 кгс/см2 үнэмлэхүй даралттай хүчилтөрөгчийн нөлөөнд автсан тархины бор гадаргын хэсгүүдэд үүсгэсэн. Уран зохиолын тайлангаас харахад бахын давсаг бэлтгэх явцад натрийн идэвхтэй тээвэрлэлтийг гэмтээж, гипероксигийн нөлөөн дор мэлхийн арьсны тусгаарлагдсан хавчаарыг гэмтээж байгааг мэддэг. 1973 онд Аллен нар натрийн тээвэрлэлтийг хүчилтөрөгчөөр идэвхгүй болгох хамгийн боломжит механизм нь липидийн хэт ислийн завсрын бодис үүсэх явдал гэж дүгнэжээ.

Зөрчлийн талаар натри 4 кгс/см2 үнэмлэхүй даралтын дор гипероксид өртсөн хархнаас авсан кортикал хэсгүүдэд эсийн мембраны шахуурга нь Na-K-ATPase идэвхгүй болох ажиглагдаж байгааг харуулж байна.

Ассимиляци гэх мэт серотонива, тиймээс 1 кгс/см2 үнэмлэхүй даралтаар хүчилтөрөгчийн нөлөөлөлд өртсөн хархнаас авсан уушгины тусгаарлагдсан бэлдмэл дэх хулгайч-адреналин буурдаг. Эдгээр өөрчлөлтүүд хоёулаа 12-24 цагийн дотор, өөрөөр хэлбэл уушгины хүчилтөрөгчийн хордлогын эмнэлзүйн шинж тэмдэг илрэхээс өмнө, өөрөөр хэлбэл бүтцийн гэмтэл үүсэхээс өмнө мэдэгдэхүйц байсан.

Эсрэгээр, цэвэрлэгээ имипрамин 48 цагийн турш хэвийн атмосферийн даралтаар цэвэр хүчилтөрөгчөөр амьсгалсан хархнаас тусгаарлагдсан уушгинд өөрчлөлт гарсангүй. Хүлээн авсан үр дүн нь уушигны хялгасан судасны эндотелийн эсүүдэд серотонин ба норэпинефриний идэвхтэй тээвэрлэлттэй нийцэж байгаа бол имипраминыг идэвхгүй холбох замаар арилгадаг. Нэмж дурдахад иш татсан зохиогчид эндотелийн эсийн мембран дахь хүчилтөрөгчийн хортой нөлөө нь нэгээс олон тээвэрлэгч эсвэл хоёр амины тээвэрлэлтэд оролцдог зарим үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд нөлөөлдөг болохыг тогтоожээ.

Тайвшруулах аргууд нь системд гадны хурдан нөлөө үзүүлэх (температур, даралтын өөрчлөлт гэх мэт) системд шинэ тэнцвэрт (эсвэл хөдөлгөөнгүй төлөвт) хүрэх хугацаа нь түүний хурдаас хамаарна гэсэн зарчимд суурилдаг. химийн урвал (заримдаа урвалжуудын тархалтын хурдаар).

Ферментийн идэвхтэй төвийг лигандтай болгох хамгийн энгийн урвалыг авч үзье

Эхэндээ систем нь тэнцвэрт байдалд байгаа бөгөөд энэ нь тэнцвэрийн тогтмолоор тодорхойлогддог К 0 =К(Т 0) ба үүний дагуу тэнцвэрийн концентраци ,,
. Систем дэх температур огцом өөрчлөгддөг гэж үзье Т->Т 0 +Т. Энэ нь тэнцвэрийн тогтмолыг өөрчлөхөд хүргэдэг К->К 0 +Кхарьцаагаар тодорхойлогддог

(2.50)

хаана  Хстандарт энтальпийн өөрчлөлт юм. Үүний дараа систем шинэ тэнцвэрт байдалд орно.

(2.51)

(2.52)

(2.51) тэгшитгэл нь шугаман бус байна. Бид тэнцвэрийн хазайлт бага, дараа нь гэж үздэг

(2.51) тэгшитгэлийг шугаман дифференциал тэгшитгэл болгон хувиргана.

Энэ дифференциал тэгшитгэлийн шийдэл нь:

Үнэ цэнэ

(2.54)

амрах цаг гэж нэрлэдэг.

2.5. Температур ба рН-ийн ферментийн урвалын хурдад үзүүлэх нөлөө

Эдгээр хүчин зүйлсийн химийн энгийн урвалын хурдад үзүүлэх нөлөөг 1-р бүлэгт авч үзсэн. Онцлог нь ферментийн урвалууд нь нарийн төвөгтэй олон үе шаттай урвалууд (олон энгийн урвалуудаас бүрддэг) юм. Нэмж дурдахад уусмал дахь ферментийн молекулуудын төлөв байдал нь бие биедээ урвуу байдлаар хувирдаг конформеруудын багцаар тодорхойлогддог. Молекулын конформацийн шилжилтийг уусмалын температур ба рН-ээр ихээхэн хэмжээгээр тодорхойлдог.

2.6. Ферментийн урвалыг дарангуйлах

Ферментийн катализаторын идэвхийг саатуулдаг бодисыг нэрлэдэг дарангуйлагч . Дарангуйлагчийн хоёр үндсэн ангилал байдаг - буцаах боломжтой

(2.55)

(пестицид, зарин, соман, аспирин гэх мэт)

Тэгээд эргэлт буцалтгүй (идэвхгүйжүүлэгчид )

(2.55)

(нүүрстөрөгчийн дутуу исэл, цианидын ион, анальгин гэх мэт)

2.7. Ферментийн идэвхгүй байдал

Биополимер молекулууд (ферментүүд) нь термодинамикийн хувьд тогтворгүй бөгөөд дүрмээр бол цаг хугацааны явцад бүтэц, шинж чанараа өөрчилдөг. Ихэнх тохиолдолд идэвхгүйжүүлэх үйл явцыг идэвхтэй ферментийн хоёр төлөв хоорондын шилжилт гэж тодорхойлж болно. Э аболон идэвхгүй Э би :

(2.56) Процессын кинетикийг харгалзах дифференциал тэгшитгэлээр тодорхойлно

(2.57)

ба цаг хугацааны тогтмолоор тодорхойлогддог

(2.58)

Ферментийг идэвхгүйжүүлэх үйл явц нь өөр физик-химийн шинж чанартай байж болно. Хамгийн түгээмэл нь дулааны денатураци бөгөөд энэ нь макромолекулын томоохон өөрчлөлт, гуравдагч болон хэсэгчилсэн хоёрдогч бүтцийн өөрчлөлт юм.

Идэвхгүй болгох зорилгоор кавитацийн хэт авиан, цацраг идэвхт цацраг гэх мэтийг ашиглаж болно.

РН-ийн өөрчлөлт нь ферментийн денатурацид хүргэдэг. РН-ийн утга бүрт уураг нь харгалзах цэнэгийн хуваарилалтаар тодорхойлогддог (ионоген бүлгүүд). Маш бага эсвэл маш өндөр рН-ийн үед цэнэгийн хуваарилалт нь молекулыг ихээхэн туйлшруулж, изомер үүсэхэд хүргэж, эргэлт буцалтгүй нийцэж, идэвхтэй хэсгийн бүтцийг устгадаг. Жишээлбэл:

Ферментийн денатураци нь денатурат бодисууд, уургийн хоёрдогч бүтцийг устгах (жишээлбэл, мочевин), түүнчлэн хүчилтөрөгчтэй холбоотой исэлдэлтийн процессууд.

Ийм үйл явцыг судлахдаа тайвшруулах аргаар чухал мэдээллийг олж авсан. Дүрмээр бол конформацийн өөрчлөлт нь үнэрт амин хүчлүүд - тирозин ба триптофан (290 нм цацраг шингээх зурвас) -ийн орчны өөрчлөлт дагалддаг. Энэ нь шингээлтийн болон флюресценцийн спектрийн өөрчлөлтөөр илэрдэг.

Буцах боломжтой конформацийн өөрчлөлт нь ихэвчлэн 0.1-100 мс, эргэлт буцалтгүй - 1-1000 минутын хугацаанд тохиолддог.

Жишээ 1 Конформер тэнцвэртэй идэвхгүйжүүлэх хамгийн энгийн кинетик схем:

(2.59)

Үйл явцын кинетикийг нэг шинж чанараар тодорхойлдог

(2.60)

Жишээ 2 Зохицуулагчид хоёулаа идэвхгүй болно:

(2.61)

(2.62)

Жишээ 3 Оруулсан системийн хувьд илүү ерөнхий тохиолдол nнийцүүлэгчид:

Ферментүүд нь ихэвчлэн уусмал дахь димер үүсгэдэг бөгөөд димер хэлбэрээр илүү тогтвортой байдаг. Дараа нь байна диссоциатив идэвхгүйжүүлэх механизм :

(2.65)

Дараахь схемд урвалын явцад идэвхгүйжүүлэх боломжит механизмуудыг тусгасан болно (ферментийн чөлөөт хэлбэрийн мономолекул идэвхгүй байдал, фермент-субстратын цогцолборыг мономолекул идэвхгүйжүүлэх, ферментийг субстратаар хоёр молекул идэвхгүйжүүлэх, ферментийг бүтээгдэхүүнээр хоёр молекул идэвхгүйжүүлэх) :

(2.66)

Идэвхгүй болгох механизмыг ялгах, урвалын кинетик шинж чанарыг тодорхойлох нь ихэвчлэн хэд хэдэн аргаар явагддаг.

ферментийн концентрацаас бүтээгдэхүүний гарцын хамаарлыг шинжлэх;

субстратын хувиргалт ба ферментийн идэвхгүй байдлын зэрэг хоорондын хамаарлыг тогтоох;

субстратын бага зэрэг хувирах, ферментийн бага концентрацитай урвал явуулах;

ферментийн өндөр концентрацитай урвал явуулах;

ферментийг урвалын бүрэлдэхүүн хэсгүүдтэй урьдчилан инкубаци хийх;

интеграл урвалын тэгшитгэлийн хэрэглээ.

Дулааны боловсруулалтын нэг зорилго нь ферментийг идэвхгүйжүүлэх явдал юм. Ферментийн дулааны тогтвортой байдлыг бичил биетнийхтэй харьцуулж болно. Энэ шалтгааны улмаас ферментийг бичил биетний нэгэн адил дулааны боловсруулалтаар идэвхгүй болгож болно.

Исгэсэн ногоо, жимсний шүүс зэрэг хүчиллэг бүтээгдэхүүнийг пастеризаци хийх явцад дараах төрлийн ферментүүд идэвхгүй болно: пектин метил стеараза ба полигалактуроназ. Эдгээр бүтээгдэхүүн дэх ферментийг идэвхгүй болгох нь бичил биетнийг устгахаас илүү чухал юм.

Зарим төрлийн ферментүүд нь маш халуунд тэсвэртэй байдаг, тухайлбал психофил нянгаар үүсгэгддэг халуунд тэсвэртэй ферментүүд. Эдгээр ферментүүд (липаза ба протеазууд) нь сүү зэрэг UHT бүтээгдэхүүний хадгалах хугацааг хязгаарлаж чаддаг.

Заримдаа дулааны процессын эрч хүч нь индикатор фермент гэж нэрлэгддэг зарим ферментийг идэвхгүйжүүлэхэд суурилдаг.

Хүнсний ногоог цайруулах үед: пероксидаза фермент (заримдаа каталаза эсвэл бусад);

Сүүг пастеризаци хийхдээ: фосфатаза эсвэл пероксидаза, эдгээр индикатор ферментүүд нь сүүг дулааны боловсруулалтын эрчмийн дагуу ангилах боломжийг олгодог (Зураг 2.9).

Зураг 2.9 - Сүүний ферментийг идэвхгүй болгох.

2.9 Дулааны боловсруулалтын процессыг оновчтой болгох

Шим тэжээлийн D ба Z-ийн үнэ цэнэ, чанарын оноо нь ерөнхийдөө бичил биетнийхээс өндөр байдаг. Энэ баримт нь бичил биетнийг идэвхгүйжүүлэх, чанарын үзүүлэлтийг хадгалах чиглэлд дулааны боловсруулалтын процессыг оновчтой болгох боломжийг олгодог.

Нөхцөл байдал нь процессын төрлөөс хамаардаг боловч ерөнхийдөө хамгийн сайн үр дүнг эрчимтэй богино хугацааны үйл явцын төрлөөр өгдөг. Ариутгалын үед В 1 витамины алдагдлыг хүснэгт 2.5-д үзүүлэв.

Конвективээр халсан бүтээгдэхүүнийг ариутгах процессыг оновчтой болгоход хялбар байдаг. Суспенз дэх жижиг тоосонцортой эсвэл тэдгээргүй шингэний хувьд UHT эмчилгээ нь хамгийн сайн шийдэл юм.

Хүснэгт 2.5 - Ариутгалын үед В 1 витамины алдагдал

2.10 F 0 утгын тооцоо

Шаардлагатай үнэ цэнэ F0бүтээгдэхүүний төрлөөс хамаардаг бөгөөд хэд хэдэн хүчин зүйлийг агуулдаг. Бүтээгдэхүүний рН нь маш чухал юм. Бүтээгдэхүүний хүчиллэг өндөр байх тусам ариутгалын горим бага байх болно.

РН-ийн хүчиллэг байдлын 4 хүрээ байдаг.

Бичил биетнийг устгахаас гадна рН-ийн утга нь дараахь зүйлийг агуулна.

Бүтээгдэхүүн нь бага рН-тэй бол дулааны боловсруулалт бага эрчимтэй явагдана;

4.5 рН чухал: энэ нь өсөлтийг зөвшөөрдөг хамгийн бага рН юм. C.botulinum. Хэрэв рН-ийн утга 4.5-аас их байвал сонгосон процесс нь бүрэн идэвхгүй болоход хүргэж болзошгүй C.botulinumэсвэл 2.45 F 0 - 3 F 0.

Ариутгалын хувьд рН-ийн 4.1 утга нь хамгийн бага байна. 4.1-4.5 рН-ийн мужид 1-р эмчилгээг хийнэ F0. рН дээр<4,1 нет необходимости проводить стерилизацию, т.к. пастеризация обеспечивает необходимый срок хранения и промышленную стерильность. Интенсивность процесса пастеризации часто определяется активностью ферментов, не микробиальной активностью.

Хүснэгт 2.6 - рН-ийн дагуу лаазалсан хүнсний ангилал.

термофиль бичил биетүүд ба онцлог ферментүүд вандуй 6,5 сүү corned үхрийн мах 6,0 мөөг, лууван аспарагус, ногоон вандуй 5,5 улаан лоолийн шөл 5,0 Бага хүчил (рH=4.5-5.3) улаан лооль, чангаанз, лийр 4,5 Хүчиллэг (рН 3.7-4.5) хүчил ба спор үүсгэгч бактери спор үүсгэдэггүй хүчилд тэсвэртэй бактери спор үүсгэдэггүй хүчилд тэсвэртэй бактери мөөгөнцөр, мөөгөнцөр тоор 4,0 жүржийн шүүс 3,5 Хүчтэй хүчиллэг (рН<3,7) саатал жимс, даршилсан ногоо 3,0 нимбэгний шүүс 2,5

Цардуулын ферментийн гидролиз нь шүлс, нойр булчирхайн шүүс, цус, элэг, тархинд агуулагдах амилаза ферментийн нөлөөн дор явагддаг. Аж үйлдвэрийн амилазагийн эх үүсвэр нь үр тарианы соёолж (соёолж), хөгц мөөгөнцрийн өсгөвөр юм.

А- ба амилаза нь мэдэгдэж байгаа бөгөөд тэдгээр нь үйл ажиллагааны шинж чанараараа бага зэрэг ялгаатай байдаг. α-амилазагийн нөлөөн дор цардуулын гидролизийн задралын үйл явц голчлон декстрин үүсэх үе шатанд удааширч, бага зэрэг мальтоза үүсдэг бол β-амилазагийн нөлөөн дор хуваагдал нь давамгайлах чиглэлд явагддаг.

мальтоз үүсэх. Энэ үйл явцыг дарааллаар нь дараах байдлаар илэрхийлж болно.

Мальтоза нь мальтаза (а-глюкозидаза) ферментийн нөлөөгөөр a-D-глюкозын хоёр молекул болж задардаг. Мөн цардуулыг глюкоз болгон задлах фермент глюкоамилаза байдаг.

Цардуулыг гидролизээр задлах үйл явцын явцыг нүүрсустөрөгчийн бууралтын шинж чанарыг тодорхойлдог Троммер, Бенедикт эсвэл Ниландерийн урвалыг (VII хэсгийг үзнэ үү) ашиглан ажиглаж болно.

Цардуулын ферментийн гидролизийн явцад чөлөөт гликозидын гидроксилуудын хэмжээ ихсэх бөгөөд энэ нь багасгах шинж чанарыг тодорхойлдог тул мальтоз ба глюкоз нь зэсийн ислийг исэл, висмутын оксидын гидрат эсвэл мөнгөний ислийг металл болгон бууруулж чаддаг.

Урвалж: а) шүлс. Шинэ шүлсийг нэрмэл усаар 10 удаа шингэлнэ: б) цардуул, уусмал; в) калийн иодид дахь иодын уусмал (Люголын уусмал): 1 г калийн иодид хэдэн миллилитр усанд ууссан, 1 г иодыг төвлөрсөн давсны уусмалд уусгаж, 300 мл хүртэл усаар дүүргэнэ; г) натрийн гидроксид, 5% -ийн уусмал; д) зэсийн сульфатын уусмал.

Хоёр туршилтын хоолойд цардуулын уусмал хийнэ, тэдгээрийн аль нэгэнд нь 1 мл шингэрүүлсэн шүлс (1: 10), нөгөөд нь 1 мл ус нэмээд 10 минут байлгана.

37-38 хэм хүртэл халаасан усан ваннд (температурыг сайтар хянаж, өсгөхийг зөвшөөрөхгүй), эсвэл бүр илүү сайн, хэт термостатад, дараа нь туршилтын хоолойг цоргоны доор хөргөнө. Троммерын урвалыг иодоор хийдэг бөгөөд туршилтын хоолой бүрийн агуулгыг хагасаар хуваадаг.

Өндөр температурт ферментийг идэвхгүй болгох.

Уургийн бодисын хувьд ферментүүд нь урвал явагдаж буй температурт маш мэдрэмтгий байдаг. Халуун цуст амьтдын ферментийн үйл ажиллагааны оновчтой температур нь 37-38 ° C байна. Температур бага зэрэг нэмэгдэхэд (жишээлбэл, 40-45 ° C) ферментийн урвалын хурд эхэндээ нэмэгддэг боловч цаашид халаахад аль хэдийн нэмэгддэг. (50 хэмээс дээш) буурч, 70-80 хэмд алдагдана. Буцалгах нь тэдгээрийн уургийн хэсэг (апофермент) денатурациас болж ферментийн катализаторын идэвхийг бүрэн алддаг. Тэгээс доош температурт ферментийн урвалын хурд мэдэгдэхүйц буурдаг боловч ферментүүд өөрөө устдаггүй бөгөөд болгоомжтой гэсгээх үед тэдний үйл ажиллагааг сэргээдэг.

Урвалж: а) нэрмэл усаар 5 удаа шингэлсэн шүлс; б) цардуул, 1% -ийн уусмал; в) калийн иодид дахь иодын уусмал (өмнөх ажлыг үзнэ үү); d) Троммерийн урвалын урвалжууд (өмнөх ажлыг үзнэ үү).

1 мл шингэрүүлсэн шүлсийг хоёр туршилтын хоолойд хийнэ. Тэдгээрийн аль нэгнийх нь агууламжийг буцалгаад халааж, 2-3 минут буцалгана. Дараа нь туршилтын хоолойд 1 мл цардуулын уусмал нэмж, 10 минут байлгана. усан ваннд 38 хэм хүртэл халааж, дараа нь иодоор Троммерийн урвал явагдана. Ферментийг буцалгах замаар идэвхгүй болгосон туршилтын хоолойд цардуул задрахгүй байсан нь батлагдсан.

Ферментийн үйл ажиллагааны өвөрмөц байдал.

Энэ бол ферментийн хамгийн чухал шинж чанаруудын нэг юм. Фермент бүр нь зөвхөн ижил төстэй бүтэцтэй тодорхой бодис эсвэл бүлэг бодис дээр үйлчилдэг. Өвөрмөц байдлын дараах төрлүүдийг ялгадаг: а) үнэмлэхүй, ферментүүд нь бодисын хувирлын зөвхөн нэг урвалыг катализатор болгодог. Жишээлбэл, уреаза (карбамид - амидохдролаза) нь зөвхөн мочевиныг аммиак ба давхар исэлд гидролизийн задралын урвалыг хурдасгадаг.

нүүрстөрөгч; б) бүлэг, фермент нь ижил төрлийн бүтэцтэй ижил төстэй бодисыг хувиргах урвалыг хурдасгадаг. Тиймээс сахароз (P-fructofuranosidase) нь сахарозын гидролизийн задралын урвалыг глюкоз ба фруктозын молекулуудыг ялгаруулдаг боловч ижил фермент нь рафиноз трисахаридын (а-галактозидо-а-глюкозидо-п-) хэсэгчилсэн гидролизийн урвалыг катализатор болгодог. фруктозид), зөвхөн фруктозын молекул ялгардаг бөгөөд галактоз ба глюкозын хоорондын хамаарал хэвээр үлддэг; в) стереохимийн, энэ нь фермент нь нөгөөд нь нөлөөлөхгүйгээр зөвхөн нэг стереоизомерын задрал эсвэл синтезийн урвалыг катализатороор илэрдэг. L-сүүн хүчлийг пирувийн хүчилд исэлдүүлэх нь лактатдегидрогеназа ферментээр явагддаг бол D-сүүн хүчлийн ижил үйл явц нь өөр фермент болох β-лактат дегидрогеназагаар катализ болдог.

Урвалж: a) нэрмэл усаар 10 удаа шингэлсэн шүлс; б) сахароз, 1% -ийн уусмал; в) цардуул, 1% -ийн уусмал; г) Троммерийн урвалын урвалжууд.

1 мл шингэрүүлсэн шүлсийг хоёр туршилтын хоолойд хийнэ, дараа нь тэдгээрийн аль нэгэнд нь 1 мл сахарозын уусмал, нөгөөд нь ижил хэмжээний цардуулын уусмал нэмнэ. Хоёр туршилтын хоолойг 10 минутын турш халаана. 38 хэмийн температурт усан ваннд хийж, дараа нь хөргөж, тус бүрийн агуулгаар Троммер урвалыг хийнэ. Амилаза нь зөвхөн цардуулын гидролизийн задралын процессыг хурдасгаж, сахарозонд ямар ч нөлөө үзүүлээгүй гэдэгт тэд итгэлтэй байна.

Шүлсний амилаза идэвхжилд дунд зэргийн рН-ийн нөлөөлөл.

Фермент бүр нь орчны хатуу тодорхойлсон рН-д хамгийн их катализаторын идэвхийг харуулдаг. Ихэнх ферментүүд изоэлектрик цэг дээр хамгийн идэвхтэй байдаг.

Пепсиний хамгийн оновчтой рН-ийн утга нь 1.5-2.0, шүлсний амилаза - 6.8-7.0, трипсин - 7.8, нойр булчирхайн липаз - 7.0-7.8 байна. Гэсэн хэдий ч ижил урвалыг хурдасгадаг, гэхдээ өөр өөр субстратаас тусгаарлагдсан ферментүүд өөр өөр рН-ийн утгад хамгийн оновчтой үйл ажиллагааг харуулдаг болохыг харуулсан. Тиймээс гэдэсний сахарозын оновчтой үйлдэл ажиглагдаж байна

рН 6.2, рН 4.6-5.0 дээр мөөгөнцөрөөс тусгаарлагдсан сахараз. Шүлсний амилазагийн хамгийн оновчтой рН нь 6.8-7.0, соёолжийн амилаза нь рН 4.4-4.5-д хамгийн их катализаторын идэвхийг харуулдаг.

Урвалж: а) нэрмэл усаар 100 удаа шингэлсэн шүлс; б) цардуул, 0.5% -ийн уусмал; в) нимбэгийн хүчил, 0.1 М уусмал (1 л-д 19.212 г хүчил); г) натрийн фосфатын хоёр орлуулсан М уусмал (1 л-д 36.62 г давс агуулдаг); e) Люголын уусмал (иодын калийн иодид дахь уусмал); е) натрийн хлорид, 1% -ийн уусмал.

Ижил төрлийн 7 туршилтын хоолойд пипеткийг хүснэгтэд заасан хэмжээгээр нимбэгийн хүчил, натрийн фосфатын уусмалаар хийнэ. 4, ингэснээр рН-ийн 5.6-аас 8.0 хүртэлх буфер хольцыг олж авна. Туршилтын хоолой бүрт 10 дусал 1% натрийн хлоридын уусмал, 0.5% цардуулын уусмал, 100 дахин шингэлсэн шүлс нэмж, холино.

Таб. 4. Фосфат-цитрат буферийн хольц

Туршилтын хоолойг 10 минутын турш байрлуулна. 38 хэмийн температурт усан ваннд хийж, дараа нь хурдан хөргөж, бүх туршилтын хоолойд 1 дусал Люголын уусмал нэмж, хольж, өнгийг ажиглана. Цардуулын хамгийн бүрэн задрал ямар рН-д тохиолдсоныг тодорхойлно уу (иодтой шар эсвэл бор шаргал өнгөтэй). Урвал нь маш тодорхой бөгөөд шинж тэмдэг юм.