Fermentlarning faol markazlari va ularning boshqarilishi Reja

Fermentlarning faol markazlari va ularning boshqarilishi


Reja:

1. Fermentlar, ularning xossalari.

2. Oddiy va murakkab fermentlar. Fermentlarning faol va allosterik markazlari.

3. Fermentlarning kofaktorlari.

4. Fermentlarning ta’sir qilish mexanizmi va uning molekulyar asoslari.

5. Fermentlar ta’sirining o`ziga xosligi.


1. Fermentlar, ularning xossalari. Fermentlar oqsil tabiatli biologik katalizatorlardir. “Ferment” atamasi (lat. fermentum – achish) XVII asr boshlarida gollandiya olimi Van Gelmont tomonidan taklif etilgan bo`lib, u spirtli bijg`ish uchun qo`llanilgan edi. Dastlabki davrda ferment so`zi faqat achish jarayoni bilan bog`liq holda qabul qilinib, achitqilarning o`zi achish fermenti deb qaralgan hamda ularning ta’siri tirik organizm bilan bog`liq, degan xulosaga kelingan. Hujayradan tashqarida ta’sir etadigan biokatalizator, ya’ni tashkil topmagan fermentlar 1878 yilda Kyune tomonidan fanga kiritilgan enzim (yunoncha enzym – “achitqi ichida” degan ma’noni bildiradi) nomi bilan yuritila boshlandi. 1897 yili Byuxner tomonidan hujayradan glyukozani tirik achitqilar singari etil spirt va karbonat angidridga parchalaydigan erkin achitqi ekstrakti olindi hamda ferment va enzim nomlari orasidagi farq yo`qoldi. Hozirgi vaqtda ferment va enzim so`zlari to`la sinonim bo`lib, bir ma’noda qo`llaniladi hamda adabiyotlarda har ikkala atamadan deyarli teng foydalaniladi.
Hozirgi vaqtda fermentologiya (enzimologiya) – bioximiyaning muhim sohasi bo`lib, uning yutuqlaridan amaliy tibbiyot, farmasiya, oziq-ovqat sanoati va xalq xo`jaligining boshqa sohalarida keng foydalaniladi.
Ma’lumki, kimyoviy reaktsiyaning borishi boshlang`ich va oxirgi mahsulotlarning erkin energiyalari orasidagi farq bilan belgilanadi. Agar boshlang`ich moddada mahsulotga nisbatan erkin energiya yuqori bo`lsa, ya’ni ∆ G manfiy, bunda reaktsiya o`zi borishi mumkin (ekzergonik reaktsiya). Erkin energiyaning aksincha bo`lgan qiymatlarida reaktsiya endergonik reaktsiya bo`lib, reaktsiya borishi uchun energetik imkoniyat bo`lmaydi, u boshqa bir ekzergonik reaktsiya bilan bog`langan holda o`tadi va bunda reaktsiyaning umumiy energetik balansi musbat bo`ladi. Lekin ekzergonik reaktsiya borishining energetik imkoniyati bu reaktsiyaning tezligi haqida hech qanday ma’no bermaydi. Masalan, benzinning kislorod ishtirokida yonishi keskin ekzergonik reaktsiya hisoblanadi, ammo benzin uglevodorodlarining odatdagi haroratda kislorod ishtirokida oksidlanishi deyarli sezilmaydi.
Fermentlar faollanish energiyasini pasaytirish bilan ximiyaviy reaktsiyalarni tezlatadilar. Kataliz haqidagi tushunchalarga binoan, molekulalar reaktsiyaga kirishish oldidan “faollashgan holat” deb ataluvchi konfigurasiya davrini o`tishi lozim. Bunday holatda molekulalar normal sharoitdagiga nisbatan ortiqroq energiyaga ega bo`ladi. Bu energiya faollanish energiyasi deb atalib, ximiyaviy reaktsiya sur’atini aniqlovchi asosiy omildir. Reaktsiyaning faollanish energiyasi qancha yuksak bo`lsa, uning sur’ati ham shuncha sekin va aksincha, faollanish energiyasi qanchalik kam bo`lsa, reaktsiya ham shu qadar tez boradi. Faollanish energiyasi molekulalarning yaqinlashishi va reaktsiyaga kirisuviga to`sqinlik qilib turadigan kuchlar (energetik to`siq) ni engish uchun zarur. Demak, reaktsiyaga shu reaktsiyaning energetik to`sig`idan ortiqroq energiyaga ega bo`lgan molekulalar kirishadi. Faollangan molekulalalrning soni qancha ko`p bo`lsa, reaktsiya sur’ati ham shuncha tez bo`ladi. Molekulalarni faollantirish uchun energiya (issiqlik, yorug`lik) sarf etish kerak, masalan, benzinni yoqish. Katalizatorlarning vazifasi faollanish energiyasini pasaytirishdan iborat. Katalizator bunday reaktsiyani faollanish energiyasi past bo`lgan boshqa aylanma yo`nalish bilan bajaradi. Ferment ta’siri mexanizmining hozirgi zamon tushunchasiga muvofiq, katalitik reaktsiyada enzim (E) avvalo u ta’sir etadigan, fermentativ kinetikada substrat nomi bilan yuritiladigan modda – S bilan qaytalama parchalanadigan ferment substrat kompleksini hosil qiladi. So`ngra bu kompleks reaktsiya mahsulotlariga (M) parchalanib, ferment erkin holda ajralib chiqadi:
E + S ↔ E + M
Shuni ta’kidlab o`tish zarurki, bunday faollanish energiyasi qanday miqdorda kamaysa, reaktsiya ham shu darajada tezlashadi, deb xulosa chiqarish kerak emas. Faollanish reaktsiyasining bir qadar kamayishi reaktsiya sur’atini ancha oshirib yuborishi mumkin. Har bir ferment har bir katalizator singari reaktsiya tezlatishda ma’lum bir chegaraga ega.
Demak, ferment boshlang`ich modda va reaktsiya mahsulotining erkin energiyasini o`zgartirishga ta’sir etmaydi.