Biokimyoviy jarayonlari kimyoviy boshqarilishi

BIOKIMYOVIY JARAYONLARI KIMYOVIY BOSHQARILISHI
Reja:
1. Fermentlar, ularning xossalari.
2. Oddiy va murakkab fermentlar. Fermentlarning faol va allosterik markazlari.
3. Fermentlarning ta’sir qilish mexanizmi va uning molekulyar asoslari.

Fermentlar, ularning xossalari. Fermentlar oqsil tabiatli biologik katalizatorlardir. “Ferment” atamasi (lat. fermentum – achish) XVII asr boshlarida gollandiya olimi Van Gelmont tomonidan taklif etilgan va u spirtli bijg`ishga qo`llanilgan.
Fermentlarning ferment bo`lmagan katalizatorlarga o`xshashligi va farqlari. Fermentlar va ferment bo`lmagan katalizatorlar katalizning umumiy qonuniyatlariga bo`ysungan holda quyidagi o`xshashliklarga ega:

1. 
   Fermentlar faqat energetik imkoniyati bor reaktsiyalarni katalizlaydi.
   
2. 
   Ular hech qachon reaktsiya yo`nalishini o`zgartirmaydi.
   
3. 
   Fermentlar qaytar reaktsiya muvozanat holatini o`zgartirmasdan reaktsiyani tezlatadi.
   
4. 
   Ular reaktsiya jarayonida sarf bo`lmaydilar. Shu sababli hujayradagi ferment biror bir parchalanish ta’siriga uchramaguncha ishlayveradi.
   

Ammo ferment biologik bo`lmagan katalizatordan ba’zi jihatlari bilan farq qiladi. Bunday farqlar fermentlarning murakkab oqsil molekulasi ekanligi va tuzilishining o`ziga xosligiga bog`liq.
1. Fermentativ kataliz tezligi biologik bo`lmagan katalizatorlarga nisbatan ancha yuqori. Bunga sabab fermentlar oddiy katalizatorlarga nisbatan reaktsiyaning faollanish energiyasini yuqori darajada kamaytiradi. Masalan, vodorod peroksidining parchalanish reaktsiyasida faollanish energiyasi 75,3 kJ/mol bo`lib, uning ixtiyoriy parchalanishi juda sekinligi natijasida pufakcha holatida ajralib chiqayotgan kislorod umuman sezilmaydi. Reaktsiyaga anorganik katalizator – temir yoki platina qo`shilsa, faollanish energiyasi 54,1 kJ/mol ga kamayadi, reaktsiya esa 1000 marta tezlashadi va pufakcha holida ajralib chiqayotgan kislorod ko`rinadi. Vodorod peroksidini parchalovchi katalaza fermenti faollanish energiyasini 4 marta pasaytirgani holda peroksidning parchalanish reaktsiyasini milliard marta tezlashtiradi. Reaktsiya yuqori darajada jadallik bilan borishi natijasida ajralib chiqayotgan kislorod pufakchalari “qaynayotgan”ga o`xshaydi.
Bitta ferment molekulasi odatdagi harorat (37°C) da, bir daqiqa davomida moddaning mingdan milliongacha molekulalarini katalizlashi mumkin. Anorganik katalizatorlar bunday tezlikdagi katalizga ega emas.
2. Fermentlar yuqori darajadagi spesifiklikka ega, ya’ni ularning katalitik ta’siri ma’lum turdagi kimyoviy reaktsiya bilan chegaralanadi. Ayrim fermentlar esa moddaning faqat bir stereoizomeriga ta’sir qiladi, masalan, platina turli xil reaktsiyalarda katalizator sifatida ishlatiladi, Fermentlarning yuqori darajadagi spesifikligi moddalar almashinuvini qat’iy oqim bo`yicha yo`naltirishga imkon beradi.
3. Fermentlar kimyoviy reaktsiyalarni “yumshoq” sharoitda, ya’ni odatdagi bosim, yuqori bo`lmagan harorat (37°C atrofida) va muhit pH i neytralga yaqin bo`lgan sharoitda katalizlaydi. Ular bu xossalari bilan katta bosim, muhitning pH i va harorat yuqori bo`lgan sharoitlarda ta’sir qiladigan katalizatorlardan farq qiladi. Fermentlar oqsil tabiatli bo`lganligi sababli harorat va muhit pH ining o`zgarishiga nisbatan juda sezgir.
4. Fermentlar faolligini boshqarish mumkin bo`lib, bu xususiyat biologik bo`lmagan katalizatorlar uchun xos emas. Fermentlarning bunday noyob xususiyati organizmdagi moddalar almashinuvi tezligini muhit sharoitiga qarab o`zgartirishga, ya’ni turli xil omillar ta’siriga moslashishiga imkon beradi.
5. Fermentativ reaktsiya tezligi ferment miqdoriga to`g`ri proporsional, anorganik katalizatorlarda esa bunday mutanosiblik yo`q. Mazkur ko`rsatkich tirik ferment miqdorini kamayishi organizmda moddalar almashinuvi tezligini pasayishini bildiradi va aksincha, qo`shimcha ferment miqdorini hosil qilish organizm hujayralarining sharoitga moslashish imkoniyatidan biri hisoblanadi.