O’zbekiston respublikasi oliy va o’rta maxsus ta’lim vazirligi farg’ona davlat universiteti “tabiiy fanlar” fakulteti

Mavzuning asoslanganligi va dolzarbligi. Bunga pirouzum kislotasining oksidlanishida ishtirok etuvchi bir nechta fermentlardan tashkil topgan piruvatdegidrogenaza poliferment kompleksi hamda 7 ta struktura jihatidan bog`langan fermentlardan tashkil topgan, birgalikda yog` kislotalarning sintezi - umumiy funksiyani yaxlit bajaruvchi yog` kislotalar sintetazasi misol bo`la oladi.
Kurs ishining maqsadi. Har bir reaksiya alohida fermentlar bilan katalizlanadi. Bunda metabolitlar bog`lovchi bo`g`in bo`lib xizmat qiladi. Zanjirdagi har bir fermentning holati glyukozadan boshlab substratga o`xshashligi bo`yicha belgilanadi va ularning har biri oldingi ferment katalizlaydigan reaksiyaning mahsuloti hisoblanishini o’quvchi yoshlarga o’rgatish.
Tadqiqotning tuzilmasi. Mazkur kurs ishi 2 ta bob va uning tarkibida 5ta mavzuni o’z ichiga oladi.

I.BOB. FERMENTLAR HAQIDA UMUMIY MAʼLUMOT
1.1. Fermentlarning tasnifi va nomlanishi
Hozirgi vaqtda fermentlarni ikki xil nomlash qabul qilingan: ishchi va sistematik. Fermentlarning ishchi yoki rasional nomi enzim ta’sir etadigan modda (substrat) yoki reaksiya nomining oxiriga aza qo`shimchasini qo`shish bilan tuziladi. Binobarin aza bilan tugaydigan so`zlar, albatta, ma’lum fermentni ko`rsatadi. Masalan, oqsil (protein)ni parchalovchi ferment proteinaza, gidrolizni tezlatuvchi ferment gidrolaza, oksidlovchi fermentlar oksidaza deb aytiladi. Shunga o`xshash kraxmal (amylum), yog` (lipos), glikozid, peroksid, siydikchil (urea) ga ta’sir etuvchi fermentlar amilaza, lipaza, glikozidaza, peroksidaza, ureaza deb ataladi. Ayrim fermentlarning ilmiy adabiyotlarga kirib qolgan trivial (tarixiy) nomlari ham saqlangan, masalan pepsin, tripsin, papain va boshqalar.
Fermentlarning sistematik nomlanishi murakkabroq hosil bo`ladi. Fermentlarning umumiy tasnifi ularning ximiyaviy tuzilishi yoki bioximiyaviy vazifasiga, ya’ni ferment ta’sir etadigan reaksiya xarakteriga, katalizlanadigan ximiyaviy o`zgarish turiga, substratlarning nomi va aza qo`shimchasiga asoslanishi mumkin:
L-laktat : NAD+ → Oksidoreduktaza
I substrat II substrat kimyoviy o`zgarish turi
Ferment katalizlaydigan reaksiyaga muvofiq tasniflanganda uziladigan bog`larning va ko`chiriladigan guruhlarning xarakterini yoki ferment ta’sir etadigan substratlarning ximiyaviy tabiatini asos qilib olish mumkin. Sistematik nomlash faqat o`rganilgan fermentlarda qo`llaniladi.
Hozirgi vaqtda butun dunyo bo`yicha fermentlarning umumiy tasnifi va indeksasiyasi qo`llaniladi. Xalqaro Bioximiya Ittifoqi assambleyasi tomonidan 1961 yili Moskvada ma’qullangan bu tasnifga ko`ra barcha fermentlarning 6 sinfga va bu sinflar chegarasida ular kichik va eng kichik sinflarga bo`linadi. 1961 yildan so`ng nomenklaturani tuzatish va bu sohadagi keyingi ma’lumotlar bilan to`ldirib borish uchun doimiy qo`mita tuzilgan.
6 sinfga bo`lingan fermentlarning har bir sinfi qat’iy belgilangan tartib raqamiga ega:
1. Oksidoreduktazalar 4. Ligazalar
2. Transferazalar 5. Izomerazalar
3. Gidrolazalar 6. ligazalar (sintetazalar)
Sinf nomi ferment katalizlaydigan reaksiya turini belgilaydi. Bundan kelib chiqadiki, ferment ishtirokida boradigan reaksiyalar 6 turga bo`linadi. Sinflar kichik sinflarga, ular esa o`z navbatida eng kichik sinflarga bo`linadi. Kichik sinf ferment ta’sir etadigan substratning kimyoviy guruhi tabiatiga ta’sirini aniqlashtiradi. Eng kichik sinf ferment ta’sirini yanada aniqlashtirib, substrat bog`ining tabiati yoki reaksiyada ishtirok etadigan akseptor tabiatini ravshanlashtiradi.
Fermentlar [lot. fermentum – achitqi], enzimlar – hayvon, oʻsimlik va bakterilarning tirik hujayralaridagi oqsilli katlizatorlar. Fermentlar maxsus xususiyatlari va kimyoviy reaksiyalarni tezlashtirishi bilan odatdagi katalizatorlardan farqlanadi. Ular kataliztorlar kabi kimyoviy reaksiyalarning faollnish energiyasini pasaytiradi.
1914-y. rus kimyogari K. G. S. Kirxgof udirilgan arpa donidan olingan ekstrakt taʼsirida kraxmalni qandgacha parchaladi. 1933 – y. da fransuz kimyogarlari A. Payen va J. Peso birinchi marta arpa donidan amilaza fementini ajratib oldilar. 19-a. oʻrtalarida mikrobiologiyaning asoschisi L. Paster achish jarayonini tirik Mikroorganizmlar (achitqlar) koʻzgʻatadi va bu jarayon ularning hayoti bilan bogʻlik deb koʻrsatdi. 1897-y. da nemis kimyogari E. Buxner achitqidan spirtli achish jarayonini chakiruvchi fermentni ajratib oldi.
XX-asr boshlariga kelib nemis kimyogari R. Vilshtetter xodimlari bilan fermentlarni ajratish va tozalashda adsorbsiya usulidan keng foydaladi. 20-30-y. larda J. Samor, birinchi kritallik ferment (ureaza), soʻngra pepsin va boshqa(lar) bir qator proteologik fermentlarni kristall shaklida ajratib oldi.
XX-asr oʻrtalariga kelib, fizik-kimyoviy tahlil (asosan, xromotografiya) va oqsil kimyosi usullarining rivojlanishi natijasida qator fermentlarning birlamchi strukturasi aniqlandi. Masalan, qoramol oshqozon osti bezining ribonukleaza fermentlari toʻrtta disulfid bogʻi bilan bogʻlangan 124 aminokislota qoldigʻidan iboratligi koʻrsatib berildi. Shundan keyin rentgen struktura tahlili yordamida bir qancha fermentlarning ikkilamchi va uchlamchi strukturalari aniqlandi. Koʻp fermentlar toʻrtlamchi strukturaga ega ekanligi, yaʼni molekulalari tarkibi va strukturasi jihatidan turlicha boʻlgan bir qancha oqsil subbirliklar (biopolimerlar)dan iboratligi koʻrsatildi.
Fermentlar barcha oqsillar kabi oddiy va murakkab boʻladi. Murakkab fermentlarning molekulalari ikki komponentdan: oqsil (apoferment) va oqsil boʻlmagan – prostetik guruh komponentidan iborat. Prostetik guruh apofermentdan oson ajraladigan hollarda kofaktor yoki kofement deb ataladi. Uglevodlar, nukleotidlar, turli metallarning ionlari va boshqa(lar) birikmalar, vitaminlar hamda ularning hosilalari (vitminlari kofermentlardan iborat 150 dan ortiq fermentlar maʼlum) kofermentlar boʻlishi mumkin. Avitaminoz va gipovitaminozlarda koʻpgina ferment tizimining funksiyasi izdan chiqadi, bu butun organizm normal hayot faoliyatining buzilishiga sabab boʻladi. Koʻpchilik fermentlar aʼzo va toʻqimalarda shu darajada kamki, hatto ularning absolyut miqdorini (masalan, milligrammlarda) bilish qiyin. Shu sababli fermentlarning istalgan aʼzodagi miqdorini, ularning faolligiga qarab aniqlanadi. Fermentlarning faollik birligi uchun 1 min. da maʼlum miqdordagi substratning oʻzgarishini katalilashga ketgan Ferment miqdori qabul qilingan.
Fermentlarning taʼsir etishi bir qator omillarga, xususan, harorat va muhit rN ga (rN – vodorod koʻrsatkich) bogʻlik. Fermentlarning taʼsir etish optmum harorati 38-60°, harorat bundan yuqori boʻlsa, Ferment odatda, denaturlanib oʻz faolligini yoʻqotadi. Lekin baʼzi Ferment (masalan, ribonukleaza, mokinaza) 100° issiklikka ham chidaydi. Odam va issiq qonli hayvonlar fermenti 37-38°da, yaʼni tana haroratida taʼsir koʻrsatadi. Fermentlar faollikning haroratga bogʻliqligidan tibbiyot amaliyotida, jumladan, jarrohlikda foydalaniladi.
Koʻpchilik Ferment neytral reaksiyada (rN-7,0 da) faol boʻlib, kislotali va ishqorli muhitda ular oʻz faolligini yoʻqotadi. Kislotali muhitda faol boʻlgan pepsin va baʼzi toʻqima proteolitik Ferment (masalan, katepsin D) hamda ishqorli muhitda (rN-8,0 da) faol boʻlgan tripsin bulardan mustasno.
H-rat va muhit rNning kattaligidan tashqari, Ferment faolligiga turli moddalar kuchaytiruvchi (aktivatorlar) yoki toʻxtatuvchi (ingibitorlar) tazyiq koʻrsatadi. Turli anorganik ionlar, xususan, turli metall ionlari Ferment aktivatorlari hisoblanadi. Fermentlar faolligini susaytiruvchi birikmalar – ingibitorlar Ferment bilan qoʻshilib, fermentativ faollikni yoʻqotadigan kompleks hosil qiladi.
Fermentlarning biosintezi genetik kod tomonidan nazorat etiladi. Ular ichki va tashqi omillar: mutatsiyalar, ionlovchi radiatsiya, ovqatlanish sharoiti va boshqa(lar) taʼsirida oʻzgarishi mumkin. Katalitik taʼsiri bir xil boʻlib, fizikimyoviy xossasi bilan farklanadigan Ferment izofementlar deyiladi. Hujayrada Ferment faolligini boshqarishda hujayra tarkibiy qismini tashkil etuvchi strukturalar – mitoxondriyalar, mikrosomalar va boshqa(lar) katta rol oʻynaydi.
Enzimopatiya yoki fermentopatiya deb ataluvchi turli Ferment tizimi funksiyalarining buzilishi kishida koʻpchilik kasalliklarning kelib chiqishiga sabab boʻladi. Turli omillar (radiatsiya, kimyoviy moddalar, viruslar, bakteriyalar va boshqa(lar)) tufayli Ferment ning optimal taʼsir etish sharoiti oʻzgarganda Ferment ning qondagi faolligi pasayishi kuzatilgan. Uning bu xususiyatidan diagnostikada foydalaniladi. Fermentlarning kon zardobidagi faolligini aniqlash usuli keng qoʻllaniladi. Bu usul yordamida kasallikni boshlanish paytida aniqlash mumkin.
Fermentlar kasalliklarni aniklashdagina emas, balki shu kasalliklarning ayrimlarini davolashda (enzimoterapiya) ham qoʻllaniladi.Kishilarning amaliy hayotida, shuningdek, yengil, oziq-ovqat va kimyo sanoatlarida Ferment dan keng foydalaniladi. Tasniflash tizimi har bir ferment uchun nuqtalar yordamida ajratilgan, 4 ta kodli sondan iborat maxsus shifrni beradi: Fermentlarning sinflarga bo`linishi va ularning tasnifi. 1. Oksidoreduktazalar - oksidlanish –qaytarilish reaksiyalarini katalizlaydigan fermentlar. Bu sinfga barcha degidrogenazalar, oksidazalar, peroksidazalar, sitoxromreduktazalar kiradi. Oksidoreduktazalar 17 ta kichik sinfga bo`linadi. Oksidoreduktazalar ta’sirida oksidlanadigan substrat vodorodning donori sifatida qaraladi. Shu sababdan bu sinf fermentlari degidrogenazalar yoki reduktazalar deb aytiladi, kislorod akseptor vazifasini o`tagan holatlarda oksidaza atamasi qo`llaniladi. Bu fermentlarning sistematik nomi quyidagicha tuziladi: donor:akseptor – oksidoreduktaza. Oksidoreduktazalar vodorodning ko`chirilishi, elektronlarning tashilishi; molekulyar kislorod, gidroperoksid va boshqa oksidlovchi moddalar bilan oksidlanish kabi reaksiyalarni kataliz qiladi. Ayrim fermentlarning nomi quyidagicha tuziladi: donor (guruhni beruvchi) va akseptor (guruhni qabul qilib oluvchi) oksidoreduktaza. Masalan, alkogol: NAD – oksidoreduktaza; L-aminokislota; O<sub>2</sub> – oksidoreduktaza. Oksidoreduktazalar o`zi ta’sir etadigan ximiyaviy bog`lar va molekulalar (donor) xarakteriga qarab kichik sinflarga va har bir kichik sinf akseptor xarakteriga qarab eng kichik sinflarga bo`linadi. Oksidoreduktazalar fermentlarning eng katta sinfidir. Oksidoreduktazalarning vakillari, asosan, quyidagi guruhlarga kiradi: Degidrogenazalar – substrat oksidlanishi vodorod (proton va elektron) ajratilishi (degidrogenlanish) bilan boradigan barcha reaksiyalarni katalizlaydi. Donorda ajralib chiqadigan vodorod turli akseptorlarga ko`chiriladi:
H H
R + R¹1 R + R¹
H H
Aktseptor sifatida ko`pincha, NAD va NADF ishtirok etadi. Bunda NAD va NADF ning oksidlangan shaklini NAD+ va NADF+, vodorod atomlari qo`shilgandan so`ng hosil bo`lgan qaytarilgan koeffitsiyentini NADH + H+ va NADFH + H+ tarzida ifodalash qabul qilingan. Masalan:
Alkogol + NAD+ Aldegid + NADH + H+
Oksidazalar – agar vodorod donordan bevosita kislorodga ko`chirilsa, bunday reaksiyani katalizlovchi fermentlar oksidazalar deb ataladi. Ular qatoriga aldegidoksidaza, aminokislotalar oksidazalari va ba’zi boshqa flavinli fermentlar kiradi. Masalan: -aminokislota + O₂ → 2-oksikislota + NH₃ + H₂O₂
Sitoxromlar – oksidlanish-qaytarilish reaksiyalarida elektron tashish vazifasini bajaradigan fermentlar, masalan, sitoxromoksidaza sitoxromlarning biridan eletkronni molekulyar kislorodga ko`chiradi.
Katalazalar nafas olishning qo`shimcha fermentlari hisoblanadi. Ular oksidlanish jarayonida hosil bo`lgan zaharli modda H2O2 ni chetlatadi, bu vazifani peroksidaza substrat vodorodini gidroperoksidga ko`chirish bilan bajaradi:
H
R + H2O2 → 2 H2O + R
H
Katalaza esa gidroperoksidning suv va molekulyar kislorodga parchalanishini tezlatadi:
2 H₂O₂ → 2 H₂O + O₂
1.2. Transferazalar.
Turli kimyoviy guruhlar va qoldiqlarning bir substrat (donor)dan boshqasi (aktseptor)ga ko`chirilishini katalizlaydi. Transferazalar ko`chiradigan guruhlarga qarab 8 ta kichik sinfga bo`linadi. Ular ko`chiradigan radikallarning tabiati har xil va bu sinfga kiradigan fermentlarning ahamiyati va soni yil sayin ortib bormoqda. Transferazalar amino, fosfat, metil, sulfgidril guruhlarni, kislota, glikozil, aldegid va keton, bir uglerodli qoldiqlarning ko`chirilishini ta’minlab, juda ko`p metabolik jarayonlarda ishtirok etadi. Transferaza fermentlarning sistematik nomi quyidagicha tuziladi: donor-aktseptor – ko`chiriladigan guruh – transferaza. Masalan, ATF: atsetat-fosfotransferaza; atsetil-KoA; L-glutamat-N-atsetiltransferaza va hokazo.
Transferazalar ham oksidoreduktazalarga o`xshash keng tarqalgan fermentlardir. Ular turli xil moddalarning o`zaro o`zgarishi, monomerlar sintezi, tabiiy va yot birikmalarning zararsizlantirilishida ishtirok etadi.
Transferazalar sinfiga quyidagi asosiy ferment guruhlari kiradi:
Glikoziltransferazalar – qand qoldiqlarini turli aktseptorlarga ko`chiradi. Metiltransferazalar – biologik metillashda donordan metil guruhni ko`chirish orqali bajaradi.
Transaldolaza va transketolazalar – transketolaza glikoaldegidni, transaldolaza esa dioksiatsetonni bir aldegiddan ikkinchi aldegidga ko`chiradi. Har ikkala ferment ham fotosintez jarayonida va pentoza fosfatlarning oksidlanishli almashinuvlarida muhim rol o`ynaydi.
Gidrolazalar – molekula ichidagi bog`larning gidrolitik parchalanishini tezlatadigan fermentlar. Bu fermentlar 11 ta kichik sinfga bo`linadi. Bu sinfga murakkab efirlar, glikozidlar, oqsillar, peptidlar, amidlarni parchalovchi fermentlar kiradi. Gidrolazalarning nomi quyidagicha tuziladi: substrat + gidrolaza. Masalan, peptidgidrolaza, atsetilxolingidrolaza va hokazolar. Bu fermentlarni ham transferazalarga kiritish mumkin, ya’ni gidrolizni donor vazifasini bajaradigan substratning spetsifik guruhini aktseptor vazifasini bajaradigan suv molekulasiga o`tkazilishi deb qarash mumkin. Ammo bu fermentlarning ta’sir etishida suv aktseptor sifatida asosiy o`rinni egallaydi, shu sababdan ushbu fermentlar alohida gidrolazalar sinfiga ajratilgan.Gidrolazalarning eng muhim vakillari quyidagi kichik sinflarga tegishli.
Esterazalar – guruhiga juda ham o`ziga xos bir qator fermentlar kiradi. Ular murakkab efir bog`larining gidrolizini kataliz qiladi va bir xil tezlikda bo`lmasa ham juda ko`p efirlarga suv biriktirib, ularni parchalaydilar:
R – C – O – R₁ + HOH RCOOH + R₁OH
Glikozidazalar- guruhiga faqat haqiqiy glikozidlargina emas, balki N-glikozid bog`larni uzuvchi fermentlar, S-glikozidil birikmalarni gidrolizlovchi bitta ferment ham kiradi. Haqiqiy glikozidazalar sodda glikozidlarni, oligo- va polisaxaridlarni parchalaydi. Masalan, α- va β-amilazalar polisaxariddagi 1,4-glikozid bog`larni gidrolitik yo`l bilan uzadi.
Peptidazalar- guruhiga oqsilning peptid bog`ini parchalovchi fermentlar va peptid bog`idan farqli – C – N aloqalarni uzuvchi amidazalar, amidinazalar va boshqalar kiradi. Peptidazalar asosan yirik oqsil molekulalariga ta’sir etadi, shuningdek kichik peptidlarni ham alohida aminokislotalarga parchalaydi. Ovqat hazm qilish organlarining fermentlari, lizosoma va hujayraning boshqa organoidlari tarkibiga kiradigan, ya’ni yirik molekulalarni kichik molekulalarga parchalaydigan joylardagi fermentlar gidrolazalar bo`lib hisoblanadi.
Ligazalar – substratga suv birikmasdan yoki oksidlanishsiz bog`larni uzadigan reaksiyalarni katalizlaydigan fermentlardir. Ligazalar 4 ta kichik sinfga bo`linadi. Bu sinfga suv elementlari, ammiak, CO2 biriktiruvchi va ajratuvchi fermentlar kiradi. Ligazalarning hujayra metabolizmida muhim ahamiyatga ega bo`lgan guruhlari quyidagilardan iborat.Dekarboksilazalar, asosan keto va aminokislotalardan CO2 guruhini ajratib, ulardagi C – C bog`larini uzadi. Bulardan eng muhimi piruvatdekarboksilaza ketokislotalardan CO2 ajratib, aldegid hosil qiladi:
2-oksokislota → aldegid + CO₂
GidroLigazalar oksikislotalardan suv molekulasini ajratadi(gidratazalar). Yaxshi ma’lum bo`lgan fermentlardan fumarat va akonitatgidratazalar, enolaza shular jumlasidandir. Ligazalar fermentlarning kamroq tarqalgan guruhi bo`lib, modda almashinuvining oraliq mahsulotlarini sintezi va parchalanishida ishtirok etadi.
Izomerazalar – bir molekula doirasida izomerlanish reaksiyasini katalizlovchi fermentlar. Izomerlanish natijasida molekula ichidagi turli guruhlarning o`rni o`zgaradi. Bu sinf fermentlari 5 ta kichik sinfga bo`linadi. Fermentning nomi izomerlanish reaksiyasining turiga qarab nomlanadi: mutazalar, tautomerazalar, ratsemazalar, epimerazalar, izomerazalar; bunda izomerlanish molekula ichida guruhlarning ko`chishidan iborat bo`lsa, ferment mutaza deb ataladi va h.k.
Ligazalar (sintetazalar) – ATF yoki unga o`xshash nukleotidtrifosfat molekulasida pirofosfat bog`i uzilishi bilan birga o`tadigan ikki molekulaning birikishini – sintetik jarayonni katalizlovchi fermentlardir. Bu reaksiyalar natijasida ATF dan ADF yoki AMF hosil bo`ladi:
X + Y + ATF → X – Y + ADF + fosfat.
Ligazalar 5 ta kichik sinfga bo`linadi.Fermentlar deb organizmdagi kimyoviy reaksiyalarni tezlashtiruvchibiologik faol oqsillarga aytiladi. (Lotincha «Fermentum» – achitqi yoki «enzim» grekcha «en» – ichki, «zim» tomizg‘i). Fermentlar tashqi muhitdan tushgan va organizmning o‘zida hosilbo‘lgan moddalarning o‘zgarishini amalga oshiradi. Ovqatmoddalarning o‘zlashtirilishi va ularning keyinchalik ishlatilishi, yuqorimolekulali birikmalardagi kimyoviy energiyaning biologik oksidlanish davrida ajralishi va hujayra hamda to‘qimalarning ularning rivojlanishiva takomillanishi davrida struktur elementlarining hosil bo‘lishi fermentlarning bevosita ishtiroki ostida boradi. Fermentativ reaksiyalarasosida moddalarning o‘zgarishi organizm hayot faoliyatining materialva energetik asosini tashkil etadi, shuning uchun fermentlar hayot jarayonlarini harakatlantiruvchilari bo‘lib hisoblanadilar. Fermentlar to‘g‘risidagi birinchi ma’lumotlar XVII asrda nemis olimi Libaviya va golland olimi Van Gelmontlar tomonidan xususiyatlarini spirtli bijg‘ish o‘rganishda aniqlangan. XVIII asr oxirida Reomyura va Spallansiani yirtqich hayvonlarning me’da shirasida go‘shtni hazmlanishi mexanik ta’sirda emas, balki kimyoviy jarayon tufayli ekanligini isbotlaganlar. 1836-yili esa Shvan me’da shirasida pepsin fermenti borligini kashf qilgan. Rus olimi K.S. Kirxgoff birinchi bor kraxmalni shakarga aylanishida kimyoviy moddalar (fermentlar) ishtirokini ko‘rsatgan bo‘lsa, 1837-yili Payyen va Perso ularni ajratibolgan va termolabilligini aniqlaganlar. Shu yili Berselius fermentlarni anorganik katalizatorlar bilan solishtiradi. M.M. Manaseina, G. Buxnerva E. Buxner bu yo‘nalishdagi ishlarni davom ettiradilar, 1894-yilda esa E.Fisher fermentlar spetsifikligini «qulf-kalit» nazariyasi asosida isbotlab beradi. XX asrning boshlarida I.P. Pavlov oshqozon-ichak yo‘lidagi fermentlar nofaol – proferment holatda bo‘lishini, tripsinogenni enterokinaza ta’sirida faollanishini ko‘rsatadi va fermentlar faolligini aniqlash usullarini yaratadi. Mixaelis va Menten1913-yilda fermentlar ta’sir etish mexanizmi va fermentativ reaksiyalar kinetikasini yaratishadi. 1926-yili Samner ureaza fermentini kristal holda oladi va uni oqsil tabiatligini ko‘rsatadi. 1957-yili Viland va Pfleyderer fermentlarni molekulyar shakllarda – izofermentlarda bo‘lishini isbotlaydilar. 1960-yilda Fillips lizotsimni uchlamch strukturasini rentgenostruktur tahlil orqali aniqlaydi. Fermentlar neorganik katalizatorlardan quyidagilar bilan farqlanadi:
1. Juda yumshoq sharoitlarda faollik ko‘rsatadilar (past temperatura,normal bosim, pHning ma’lum qiymatlari va boshqalar).
2. Kimyoviy reaksiyani juda jadal tezlashtiradilar (35-rasm).
3. Yuqori spetsifiklikka egadir.
4. Fermentlar faolligi boshqariladi.
Muhitning ferment faolligiga ta’siri. Fermentlar molekulasining sirtida ko‘pgina zaryadlangan guruhlar mavjud. Ferment molekulasining umumiy zaryadi manfiy va musbat zaryadlangan guruhlarning nisbati bilan belgilanadi. Muhitning o‘zgarishi zaryadning ortishi yoki pasayishiga olib keladi. Muhitning ma’lum qiymatida oqsil zarrachasi elektroneytral bo‘lib qoladi, ya’ni manfiy va musbat zaryadlar soni bir xil bo‘lib qoladi va ferment molekulasi zaryadga ega bo‘lmaydi, ya’ni izoelektrik nuqtada bo‘ladi. Ko‘pchilik fermentlar yuqori turg‘unlik va faollikka izoelektriknuqta yoki unga yaqin bo‘lgan sharoitda ega bo‘ladilar. Muhitning keskin o‘zgarishi molekula konformatsiyasining o‘zgarishiga olib keladi; denaturatsiya va fermentning inaktivatsiyalanishini vujudga keltiradi. Fermentativ faollik eng yuqori bo‘lgan nuqta fermentningoptimal pHi deb ataladi. Bunda ham ferment faol markazidagi funksional faol guruhlar maksimal reaksion holatda ham substrat fermentning buguruhlari bilan bog‘lanishining eng qulay holatida bo‘lishi mumkin.Ferment faolligining pHga bog‘liqligi qo‘ng‘iroqsimon shaklga ega.
Hujayra ichida joylashgan fermentlar odatda neytral muhit (pH 7,2),ya’ni tana suyuqliklari ega bo‘lgan pH qiymatiga egadirlar. Pepsin kabi hujayradan tashqarida faollik ko‘rsatuvchi fermentlar optimum pHga kislotali muhitda ega bo‘lishlari mumkin.
Organizm haroratining muayyan darajadan ortib ketishi fermentlar faolligini pasaytiradi. Fermentativ reaksiya maksimal faoliyat kechiradigan daraja ushbu ferment uchun optimal harorat deb yuritiladi. Ko‘pchilik fermentlarning ta’siri uchun optimal tana harorati 370C gayaqin (normal tana harorati). Masalan: oqsil va kraxmalning kislotalar bilan gidrolizi 1000Cda bir necha soat davomida kechadi, ferment ta’sirida esa 370Cda bir necha daqiqada sodir bo‘ladi. H2O2 ning temirionlari bilan parchalanishi sekin boradi, katalaza fermenti ta’sirida esa juda tez kechadi va fermentdagi 1 mg temir 10 tonna neorganik temirningo‘rnini bosadi.Fermentativ reaksiyalar tezligini tana haroratiga bog‘liqligi muhim amaliy ahamiyatga egadir.
Masalan, infeksion omillar ta’sirida organizmda isitmaning ko‘tarilishi (lixoradka) biokimyoviy jarayonlarni tezlashtiradi va hujayrada endogen substratlarni tanqisligini vujudga keltiradi (organizmni darmonsizlantiradi). Negaki tana haroratining orishi fermentativ reaksiyalar tezligini 20% oshiradi. Ba’zi fermentlar termolabil bo‘lgani sababli yuqori tana haroratida denaturatsiyaga uchraydi va biokimyoviy jarayonlar tabiiy kechishini o‘zgartiradi. Bularni oldini olish uchun lixoradka holatida dori vositalar qo‘llanilishini taqozo etadi. Demak, ulardagi modda almashinuvini pasaytirishi ajratilgan a’zolarni sovutishda qo‘llaniladi. To‘qima va suyuqliklarni yaxlatilgan holatda yoki past temperaturada saqlash autokatalitik parchalanishning oldini olish usuli bo‘lib qoldi.
Fermentativ reaksiyalar substrat konsentratsiyasiga bog‘liq holatda kechadi. Bunday sharoitlarda reaksiya tezligi muhitda mavjud bo‘lgan ferment miqdoriga proporsionaldir. Bu proporsionallik ma’lum chegaragacha saqlanadi, undan tashqarida substratning yetishmasligi natijasida reaksiya tezligi pasayadi. Substrat konsentratsiyasi ortishi ferment faol markazini to‘yinishiga olib keladi va ferment-substratkompleksi maksimal darajada hosil bo‘ladi, natijada fermentative reaksiyani maksimal tezlashishiga olib keladi. Fermentativ reaksiyatezligini substrat konsentratsiyasiga bog‘liqligiga qarab reaksiyadarajasini belgilash mumkin. «Nol» darajada fermentativ reaksiya tezligidoimiy va substrat konsentratsiyasiga bog‘liq emas (Vmax). «Birinchi»darajada fermentativ reaksiya tezligi substrat konsentratsiyasi ortishiga qarab to‘g‘ri proporsional bo‘ladi. Shuning uchun, biokimyoviy laboratoriyalarda ferment faolligi va miqdorini aniqlashda substratlar to‘yinish konsentratsiyasida ishlatiladi.
Agarda fermentlarni ketma-ketsubstrat konsentratsiyasini oshirib inkubatsiya qilinsa, har gal reaksiyatezligi ortadi: avval juda tez, keyin sekinroq va nihoyat maksimal darajaga yetadi, ya’ni – Vmax, maksimal reaksiya tezligiga to‘g‘ri keladi. Mixaelis KM konstantasining qiymati ushbu reaksiya uchun jarayonda qatnashayotgan uning tezligini ta’minlab bergan substratning konsentratsiyasiga teng, Km = 1/2 Vmax. Km = mol/l bilan belgilanadi. Fermentativ reaksiya tezligi ferment miqdoriga to‘g‘ri proporsionaldir. To‘qima va hujayrada ferment miqdori qanchalik ko‘pbo‘lsa, fermentativ jarayon tez kechadi.
Agar ferment miqdori uningsintezini buzilishi hisobiga kam bo‘lsa, reaksiya sust kechadi. Bu esadavo vosita sifatida ularni qo‘llashni taqozo etadi. Fermentativ kataliz mexanizmi. Fermentlar ta’sir etishmexanizmini o‘rganishda Mixaelis va Mentenning ferment-substratkompleksining mavjudligiga bag‘ishlangan izlanishlari muhim rolo‘ynadi. Fermentativ kataliz jarayonini 2 bosqichga bo‘lish mumkin. Fermentlarning spetsifikligi. Ko‘p substratlardan bir yoki bir necha kimyoviy tuzilishi jihatidan o‘xshash bo‘lganlarni tanlab olish xususiyatiga fermentlarning spetsifikligi deyiladi. Fermentlarning yuqori spetsifiklikka ega bo‘lishi termodinamik sodir bo‘lishi mumkin bo‘lgan kimyoviy reaksiyalardan faqat ba’zilarini tanlab oladi va shuning uchun metabolik jarayonlarni umumiy yo‘nalishini ko‘pincha aniqlaydi.
Quyidagi spetsifiklik turlari tafovut etiladi:
1. Absolut spetsifiklik.
2. Absolut-guruh spetsifikligi.
3. Nisbiy guruh spetsifikligi.
4. Nisbiy spetsifiklik.
5. Steriokimyoviy spetsifiklik.
Absolut spetsifiklikka faqat bitta substratga ta’sir eta oladigan va o‘xshash bo‘lgan molekulalar bilan ta’sir etmaydigan fermentlar egadir. Masalan: ureaza, aspartaza, arginaza va boshqalar. Absolut-guruh spetsifikligiga bir xil tipda tuzilishga ega bo‘lgan substratlarga ta’sir etadigan fermentlar kiradi. Masalan: glyukozidaza,karboksipeptidaza, aminopeptidaza va boshqalar.
Nisbiy-guruh spetsifikligiga kimyoviy bog‘ turiga nisbatan spetsifik bo‘lgan fermentlar kiradi. Masalan: lipaza, esterazalar triglitserid, diglitserid, monoglitserid molekulasidagi murakkab efir bog‘larini uzadilar va boshqalar.
Nisbiy spetsifiklik xususiyatiga sitoxrom R450, pepsin, ximotripsin, tripsin va boshqa proteolitik fermentlar ega. Sterioximik spetsifiklikka faqat bir fazoviy izomerga ta’sir etuvchifermentlar egadir. Masalan: aminokislotalarning L – oksidaza yoki D – oksidazalari faqat tegishli izomerlargagina ta’sir etadilar. Fermentlarning spetsifik ta’siri 2 gipoteza yordamida tushuntiriladi: Fisher gipotezasi – ferment va substrat bir-biriga kalit qulfga to‘g‘ri kelganidek mos kelishi kerak. Koshland gipotezasi – majburan to‘g‘ri kelishlik, ba’zan ferment o‘zining konformatsiyasini o‘zgartirish va substratiga mos kelishi mumkin. Buni qo‘lpaypoq va kaft misolida tushuntirish mumkin. Ko‘p substratlardan bir yoki bir necha kimyoviy tuzilishi jihatidan o‘xshash bo‘lganlarni tanlab olish xususiyatiga fermentlarning spetsifikligi deyiladi. Fermentlarning yuqori spetsifiklikka ega bo‘lishi termodinamik sodir bo‘lishi mumkin bo‘lgankimyoviy reaksiyalardan faqat ba’zilarini tanlab oladi va shuning uchunmetabolik jarayonlarni umumiy yo‘nalishini ko‘pincha aniqlaydi.
Fermentlar nomlanganda substratlarning oxiriga – aza suffiksi qo‘shiladi (Dyuklo taklifi bo‘yicha, 1883-y). Masalan: arginazaargininning gidrolizini katalizlaydi, saxaraza - saxarozaning, fosfataza– fosfo – efir bog‘lari va boshqalar.
Boshqa usul — katalizlanuvchi reaksiya nomiga – aza suffiksi qo‘shiladi. Masalan: degidrogenaza vodorodning ajralib chiqish reaksiyasini, gidrolaza – gidroliz reaksiyasini, transferaza – kimyoviy guruhlarni o‘tkazish reaksiyalarini katalizlaydi. Yuqorida keltirilganlarga qaramasdan ba’zi fermentlar o‘zlarining travial nomlarini saqlab qolganlar: tripsin, pepsin, katalaza, ularning nomi katalizlanuvchi reaksiya turiga, shuningdek, substratning nomiga to‘g‘ri kelmaydi. 1961-yilda V xalqaro biokimyog‘arlar kongressidafermentlarning tasnifi va nomenklaturasi qabul qilingan va uning asosigaquyidagi tamoyillar qo‘yilgan: fermentning nomi o‘z ichiga olishi kerak:
– substrat nomini;
– koferment nomini;
– katalizlanuvchi reaksiya turini.
Masalan, ushbu nomenklatura bo‘yicha LDG quyidagicha nomlanadi:
L – laktat – NAD – oksidoreduktaza.
Bu nomda birdaniga3 xususiyat o‘z aksini topgan:
– substrat – laktat (sut kislota);
– koferment – NAD;
– reaksiya turi – substrat va vodorod akseptori (NAD) o‘rtasidaoksidlanish va qaytarilish reaksiyasi.Har bir fermentga barcha fermentlar ro‘yxatida alohida nomer (shifr)berilgan. Masalan: laktatdegidrogenaza 1.1.1.27 shifriga ega. Birinchiraqam sinfning nomerini, ikkinchi - sinfchaning, uchinchi – kenjasinfning, to‘rtinchi – ko‘rsatilgan guruhda egallagan o‘rnini ko‘rsatadi.Fermentlarning tasnifi katalitik ta’sirga uchrayotgan reaksiya turigaasoslangan. Barcha fermentlar 6 sinfga bo‘linadilar:
1. Oksidoreduktaza.
2. Transferaza.
3. Gidrolaza.
4. Ligaza.
5. Izomeraza.
6. Ligaza (sintetaza)
Fermentlarning har bir sinfi individual o‘zgarishlarga bog‘liq ravishda yana kichik sinf, kenja sinflarga bo‘linadi.1. OKSIDORÅDUKTAZAlar (degidrogenazalar). Ushbu sinf fermentlar 14 guruhga bo‘linadi. Ular hujayradagi oksidlanishqaytarilish reaksiyalarini katalizlaydi va vodorod atomi, elektronlarni substratdan oxirgi akseptorga o‘tkazuvchi ko‘p bosqichli reaksiyalarniamalga oshiradilar.
Transfårazalar. Guruh va molekulyar qoldiqlarni bir birikmadan ikkinchisiga o‘tkazish reaksiyalarini tezlashtiradilar.Fosfotransferaza, aminotransferaza, metiltransferaza, formiltransferazava boshqalar tafovut etiladi (200 ferment).
Gidrolazalar. Fermentlar suv biriktirish yo‘li bilan organik moddalarning parchalanish reaksiyalarini tezlashtiradilar. Ularning 9guruhi mavjud, 169 dan ortiq fermentlar kiradi. Ularga misol bo‘la oladi:esterazalar, glikozidazalar, peptidazalar, amilazalar va boshqalar.
Ligazalar. C-C, C-N, C-O va boshqa bog‘larni uzish orqaliorganik moddalarning nogidrolitik parchalanish reaksiyasinikatalizlaydi. Bu sinf o‘z ichiga 9 guruhni oladi. Ularga quyidagilarkiradi
:uglerod-uglerod Ligazalar (C-C)
uglerod-kislorod Ligazalar (C-O)
uglerod-azot Ligazalar (C-N)
Izomårazalar. Ichki molekulyar o‘zgarish jarayonlarinitezlashtiradilar (vodorod, fosfat va atsil guruhlarini tashish, qo‘shbog‘larni o‘rnini o‘zgartirish va boshqalar). Masalan: triozafosfatizomeraza, fosfoglitseromutaza va boshqalar. Bu sinf 9guruhga bo‘linadi.
Ligazalar (sintetazalar). Biosintetik jarayonni amalga oshirishuchun donor, energiya sarfi bilan kechadigan organik moddalar sintezireaksiyalarini tezlashtiradi (masalan, energiya donori bo‘lib ATFhisoblanadi). Sinf o‘z ichiga 7 guruh fermentlarni oladi. Ligazalar CC, C-N, C-O bog‘larning hosil bo‘lishini katalizlaydi (masalan, oqsilsintezida qatnashuvchi fermentlar). Fermentlar faolligini o‘lchash birliklari Fermentativ reaksiya tezligining ferment konsentratsiyasiga bog‘liqligi tabiatan chiziqli bo‘ladi. Ferment miqdorini ko‘pchilik hollarda absolyut miqdorlar (masalan, grammlar hisobida) bilan o‘lchas mumkin bo‘lmaganidan reaksiya tezligining ferment miqdoriga chiziqli tarzda bog‘liqligiga asoslangan shartli birliklardan foydalanishga to‘g‘ri keladi.
Misol: laktatdegidrogenazani aniqlash uchun 100 mg jigar to‘qimasiolingan edi. Tortib olingan shu namuna substrat eritmasiga 15 daqiqadavomida inkubatsiyalandi va 210 mk mol mahsulot hosil bo‘lganligi topildi.
Demak, jigar to‘qimasining har bir grammiga 210/(0,1x15)=140 birlik laktatdegidrogenaza mavjud. Ko‘pincha fermentning solishtirma faolligi aniqlaniladi: solishtirmafaolligi namunadagi ferment birliklarining shu namunadagi oqsil (mg hisobida olingan oqsil) massasiga bo‘lingan soniga tengdir.
Masalan: 1g jigar to‘qimasida 140 birlik laktatdegidrogenaza va 200 mg oqsil bo‘lsa, bu holda jigardagi laktatdegidrogenazaning solishtirma faolligi140/200=0,7 (mk mol/min)mg bo‘ladi. Solishtirma faollikdan Metabolizmni tashkil etuvchi kimyoviy reaksiyalarning tezligi muhitsharoiti va fiziologik holatga bog‘liq ravishda o‘zgaradi (boshqariladi). Metabolizmni boshqarishning asosiy mexanizmlaridan bo‘lib fermentfaolligini boshqarish hisoblanadi. Boshqarilishning 3 bosqichi mavjud:
1. Hujayra ichi boshqarilishi (substratlar, metabolitlar, aktivatorlar, ingibitorlar, pH, harorat, allosterik fermentlar). Bunday boshqarilish avtomatik kechadi.
2. Gormonal boshqarilish. Oqsil tabiatli gormonlar va aminokislota hosilalari hujayraviy fermentlarni adenilatsiklaza tizimi orqali, steroid gormonlar va tiroksin gen darajasida fermentlar sintezini jadallashtiradi.
3. Nerv tizimi orqali boshqarilish. Hujayra ichi boshqarilishi quyidagilarni o‘z ichiga oladi:
a) faol bo‘lmagan o‘tmishdoshning faollanishi – proferment yoki zimogenning;
b) faol bo‘lmagan oqsil-faol ferment kompleksini dissotsiatsiya qilish yo‘li bilan faollashtirish;
d) ferment molekulasiga spetsifik modifikatsiya qiluvchi guruhni
kiritish orqali faollantirish (fosforillanish/defosforillanish);
e) teskari bog‘lanish orqali allosterik boshqarilish.
1.3. Fermentlarning faollok birlig va aniqlash usullari
Fermentlarining faollik birligi va aniqlash usullari.
Organ, to`qima va hujayralardagi fermentlar maxsus usullar qo`llanilgan holda ekstraktsiya qilinadi. Ularni ajratib olishda fermentlarning faolligini saqlab qolish uchun maxsus stabilizatorlardan foydalaniladi. Fermentli eritma (biologik materiallardan olingan ekstrakt) fermentlarni aniqlash uchun ishlatiladi. Qon plazmasi yoki zardobi, boshqa biologik suyuqliklar fermentlarning tayyor eritmalari hisoblanadi, shu sababli ularni darhol aniqlash uchun foydalanish mumkin.
Fermentlarni sifat va miqdor jihatdan aniqlash uchun reaksiya muhitidagi substratning kamayishi yoki reaksiya mahsulotining hosil bo`lishini aniqlash yo`li bilan bilvosita o`lchanadi. Fermentlar miqdorini bevosita to`g`ridan-to`g`ri aniqlash faqat gomogen, ya`ni kristall fermentlardagina bo`lishi mumkin.
Vaqt birligi ichida substratning kamayishi yoki reaksiya mahsulotining o`sish tezligi ferment faolligi deb aytiladi.Ferment faolligini aniqlash uchun standart sharoitlar.Ferment faolligini to`g`ri aniqlashga har bir ferment uchun belgilangan muayyan sharoitda va ma`lum bir vaqt oralig`ida subtrat miqdorining yoki reaksiya mahsuloti miqdorining o`zgarishini aniq o`lchash kerak bo`ladi:
- aniqlanadigan ferment uchun optimal pH qiymatini nazorat qilish (mos keladigan buferdan foydalaniladi);
- substrat miqdori to`yinish darajasidan ortiqroq bo`lishi kerak, bunday sharoitda reaksiyaning maksimal tezligini ushlab turishga erishish mumkin;
- kofaktorlar talab etadigan murakkab fermentlar (metall ionlari, kofermentlar) uchun ham kofaktorlar miqdori to`yinish darajasidan yuqori bo`lishi kerak;
- standart harorat 25° C bo`lishi kerak;
Bunday standart sharoitlar reaksiyaning 0 ga teng ekanligini ta`minlaydi va bunda substrat yoki reaksiya mahsuloti miqdorining o`zgarishi faqatgina muhitga qo`shiladigan ferment miqdoriga bog`liq bo`ladi. Ferment faolligini to`g`ri o`lchash uchun reaksiyaning boshlang`ich tezligini aniqlash kerak, chunki vaqt o`tishi bilan reaksiyani tormozlovchi mahsulotlarning hosil bo`lishi yoki qaytalama reaksiya sur`atining sezilarli darajada borishi natijasida fermentativ reaksiyaning tezligi ancha pasayadi. Substrat yoki reaksiya mahsuloti miqdorini aniqlash usullari. Bunday aniqlash uchun ma`lum bir vaqt o`tgandan so`ng reaksiya to`xtatilib yoki reaksiya borishi davomida qayd qilinib, kolorimetrik, spektrofotometrik, fluorimetrik, polyarografik usullarda olib boriladi. Ferment faolligi birliklari. Ko`pincha fermentlarning miqdori mutlaq kattaliklar, masalan mg larda yoki fermentlarning mollarida o`lchash mumkin bo`lmaganligi uchun shartli ferment birliklarida ifodalanadi. Halqaro bioximiklar ittifoqining “Fermentlar nomenklaturasi” kitobida fermentlarning struktura birligi (ME) deb substratning 1 mikromolini bir minutdagi (standart sharoitda) o`zgarishini katalizlovchi miqdori qabul qilingan edi. Lekin, ME SI sistemasiga ko`ra nomlana olmaydi, chunki minut bu sistemada qabul qilingan emas. 1972 yil bioximiyaviy nomenklatura komissiyasi katal nomi bilan boshqa birlikni qabul qiladi. Katal (ramzi- kat) reaksiyaning 1 sekundda 1 molga teng sur`at bilan bajara oladigan katalitik faolligini ifodalaydi. Binobarin, 1 katalga teng faollik 1 mol./sek dir. U juda yuqori kattalik bo`lganligidan amaliy tadbiq uchun mikrokatal (mk kat), nanokatal (nkat) qo`llaniladi. Bu kattaliklar 1 sekundda mikromol, nanomollarga to`g`ri keladi. Qondagi fermentlarning faolligi SI sistemasiga muvofiq kattaliklarda ifodalanadi. Fermentning solishtirma faolligi 1 mg dagi birliklar soni standart sharoitlarda 1 mikromol substratni 1 minutda o`zgartirish qobiliyatiga ega bo`lgan ferment massasiga teng hamda mkmol/(min H mg oqsil) da ifodalanadi.Ko`p shaklli fermentlar. Fermentlar bir turda, bir to`qimada, hatto bir hujayraning o`zida ham bir - biridan farqlanadigan ikki va undan ortiq shakllarda uchrashi aniqlandi. Bu fermentlar ayni bitta reaksiyani kataliz qilsalar ham bir - birlaridan substratga yakinliklari, ta`sirining optimumi, kataliz qiladigan reaksiyaning eng yuqori sur`ati yoki boshqarilishini xossalari bo`yicha o`zaro farqlanadi.
Ko`p shaklli fermentlarning paydo bo`lish tabiati xilma - xil bo`lib, oxirigacha o`rganilmagan. Izofermentlar oqsil molekulasining birlamchi strukturasida nasliy farq bo`lishidan kelib chiqadi, ya`ni ularning fizik - ximik farqlari nasliy xossalarga ega. Bir fermentning nasliy bo`lmagan modifikatsiyalariga shaklli fermentlar deyiladi.
Izofermentlar moddalar almashinuvida boshqaruvchilik vazifasini bajarib, ichki va tashqi omillarga turli to`qimalardagi metabolizmni moslashtirish imkoniyatini beradi, degan fikrlar mavjud. Izofermentlar turli hujayra va to`qimalarda, hattoki organoidlarda bir xil bo`lmaganligi sababli ular bioximik reaksiyalar yo`nalishini o`zgartirish imkonini beradi.
Oligomer tuzilishga ega bo`lgan izofermentlarning bir ajoyib xususiyati bor: butun kompleksning faolligi ayrim subbirliklarning bir - biriga nisbatan joylashishiga bog`liq. Keyingi yillarda juda ko`p fermentlarning izofermentlari aniqlangan: achitqilar, odam va hayvon hujayralaridagi gliserataldegidfosfatdegidrogenaza, piruvatdegidrogenaza, geksokinaza va boshqalar.
Bu guruhga mansub fermentlardan birinchilar qatorida yaxshi o`rganilgani oksidlanish-qaytarilish reaksiyasini kataliz qiluvchi laktatdegidrogenaza bo`ldi. Bir turdagi organizmlarning turli organlarida uning besh xil izozimi uchraydi, ular to`rtta polipeptid zanjirdan iborat. 5 ta izofermentning har biri aminokislota tarkibi va birlamchi strukturasi bo`yicha farqlanadigan 2 polipeptid zanjirlardan: A yoki M zanjir (ing. «muscle» - muskul so`zidan) va B yoki H - zanjir (ing. «heart» - yurak so`zidan) tuzilgan. Binobarin, faol ferment bu 4 subbirliklarning kombinatsiyalaridan biriga: H4, H3M, H2M2, HM3, M4 va LDG ning quyidagi izofermentlari LDG1, LDG2, LDG3, LDG4, LDG5, ga to`g`ri keladi. Skelet muskullarida mavjud LDGning izoshakli asosan 4 M - zanjirlaridan, yurak muskul to`qimasidagisi esa asosan N - zanjirlardan tashkil topgan. LDGning izoferment tarkibining ba`zi kasalliklarda o`zgarishi undan tashxis maqsadlarida foydalanish umidini tug`dirdi. Izofermentlar miqdorini qon zardobida o`zgarishiga qarab qaysi a`zo kasallikka duchor bo`lganini, patologik jarayoni naqadar og`ir ekanligini aniqlash mumkin.
Substrat ingibirlanish deb fermentativ reaksiyani substrat miqdori ko‘p bo‘lgan vaqtda pasayishiga aytiladi. Bunday ingibirlanish katalitiko‘zgarishga uchray olmaydigan ferment-substrat kompleksining hosilbo‘lishi bilan sodir bo‘ladi.Allosterik boshqarilish. Ko‘pgina fermentlar, faollikni oshiruvchiyoki pasaytiruvchi, ma’lum bir metabolitlar bilan qayta bog‘lanishimumkin. Bunday metabolitlar effektorlar deb yuritiladilar. Effektor fermentning katalitik faol markazi bilan bog‘lanmasdan,maxsus boshqaruvchi – allosterik markazga bog‘lanadi. Allosterikfermentlar odatda 2 yoki undan ortiq subbirliklardan tashkil topgan.Bir subbirlikda katalitik markaz (katalitik subbirlik), boshqasida –boshqaruvchi markaz (boshqaruvchi subbirlik) mavjud. Allosterikingibitor bo‘lmagan sharoitda substrat katalitik faol markaz bilanbog‘lanadi va reaksiya sodir bo‘ladi.
Agar muhitda allosterik ingibitorbo‘lsa, u boshqariluvchi markaz bilan bog‘lanadi, natijada boshqaruvchi subbirlikning konformatsiyasini o‘zgartiradi; buning natijasida katalitik subbirlikning, katalitik markazning ham konformatsiyasi o‘zgarib, natijada fermentning faolligi pasayadi. Allosterik ingibitorning konsentratsiyasi qancha ko‘p bo‘lsa, shuncha ko‘p ferment molekulasi u bilan bog‘lanadi va substratning parchalanish tezligi shuncha pastbo‘ladi. Allosterik aktivatorlar ta’sir etganda xuddi shu yo‘sindafermentning faolligi ortadi. Misol tariqasida, uridintrifosfat (UTF) sintezining boshqarilishiniko‘rib chiqamiz. Tuzilishi bo‘yicha UTF ATFga o‘xshaydi.
UTF sintezining metabolik yo‘li 8 reaksiyani o‘z ichiga oladi. Birinchi reaksiya karbamoilfosfatsintetaza II bilan boshqariladi.Reaksiya natijasi – karbomoilfosfat – uglerod ikki oksidi, glutaminningamid guruhi va ATFning fosfat qoldig‘idan hosil bo‘ladi; ATF energiyamanbai bo‘lib ham xizmat qiladi.Karbamoilfosfatsintetaza II – allosterik ferment: metabolik yo‘lningoxirgi mahsuloti – UTF – uning allosterik ingibitori hisoblanadi. UTFkonsentratsiyasi qancha yuqori bo‘lsa, shuncha UTF sintezi past bo‘ladi.Sarflanish tezligi hujayraning ehtiyojiga bog‘liq bo‘ladi. Bundayboshqarilish manfiy qayta bog‘lanish orqali boshqarilish deb yuritiladi. Oqsil ingibitorlari bilan boshqarilish. Oqsillarni fosforlovchifermentlar proteinkinazalar faolligining ingibitorlari bilanboshqarilishning muhim misollaridan hisoblanadi. Proteinkinaza faolshaklda bitta polipeptid zanjirdan iborat (C subbirlik). Hujayrada C oqsilbilan birika oladigan oqsil mavjud (R subbirlik). Hosil bo‘lgan tetramer
R2C2 kompleks fermentativ faollikka ega emas. Fermentning faollanishi
sAMF ishtirokida boradi. R subbirlik yuzasida sAMFni bog‘lovchimarkaz bor: sAMF bog‘langandan keyin oqsilning konformatsiyasio‘zgaradi va R subbirlikning C subbirlikka mos kelishi pasayadi, kompleks dissotsiatsiyaga uchraydi: R2C2 + 2sAMF → R2s AMF + 2C
Bu jarayon qaytar bo‘lganligi sababli, hujayrada sAMF miqdoriningortishi proteinkinazaning faollanishiga olib keladi. Bu jarayonning pasayishi esa – ingibirlanishni vujudga keltiradi. Proteolitik fermentlarning oqsil ingibitorlari keng tarqalgan. Buingibitorlarning funksiyasi – organizm to‘qima va suyuqliklarida oqsillarning barvaqt parchalanishining oldini olish hisoblanadi.
Xususan, qon plazmasidagi proteinazalarning oqsil ingibitorlari fiziologik faol peptid, qon ivishi, qon laxtalarining erishi kabijarayonlarni boshqarishda qatnashadilar. Oqsil effektorlarining ta’sir mexanizmi ferment konformatsiyasining o‘zgarishi hamda metabolitlar bilan allosterik boshqarishdagi kabi bo‘lishi mumkin.