БИОХИМИЯ - Основные регуляторы и биологические жидкости человеческого организма - 2016 год

1. ФЕРМЕНТЫ

1.1. Роль ферментов в процессах жизнедеятельности человека

Ферментами, или энзимами (от лат. fermentum - закваска и греч. enzume - в дрожжах) называют особые белки, которые выполняют роль катализаторов химических реакций, т. е. веществ, изменяющих их скорость.

Ферменты участвуют во всех реакциях обмена веществ в организме человека, и эти реакции благодаря ферментам протекают с огромными скоростями. Кроме того, ферменты снижают энергетический барьер реакций, и они проходят при температуре тела человека (рис. 1).

Рис. 1. Снижение энергии активации при ферментативном катализе: 1 - некатализируемая реакция; 2 - неферментативный катализ;3 - ферментативный катализ

Таким образом, при участии ферментов сложные химические реакции расщепления и синтеза различных соединений в организме осуществляются за очень короткое время и при сравнительно низкой температуре.

Обычно ферменты ускоряют химическую реакцию, но в ряде случаев могут ее замедлять.

Все биохимические процессы в организме регулируются системой ферментов. Они обеспечивают контроль за скоростями химических реакций, между которыми устанавливается соотношение, подходящее организму.

Ферменты строго специфичны, т. е. каждый из них обладает способностью ускорять только одну реакцию или несколько однотипных. Например, фермент амилаза катализирует гидролиз крахмала, пепсин - гидролиз крупных белков, эстераза расщепляет сложные эфиры.

Каталитическая активность ферментов очень высока: они повышают скорость химической реакции в 10⁵ — 10¹¹ раз. Так, синтез белка в клетке происходит за 1 - 2 минуты, а в лаборатории для этого нужно 0,5 года - 1 год.

При комнатной температуре одна молекула фермента уреаза за 1 секунду расщепляет 30 000 молекул мочевины:

Без катализатора для этого потребовалось бы 3 миллиона лет.

В тканях ферменты присутствуют в очень малых количествах, но есть отдельные белки (например, миозин), которые тоже обладают ферментативной активностью, и содержание их в тканях велико.

Важную роль ферменты играют в пищевой промышленности (в таких ее отраслях, как виноделие, пивоварение, производство спирта, хлебопечение, сыроделие, производство кисломолочных продуктов. Большинство используемых в данных отраслях

ферментов - это продукты жизнедеятельности микроорганизмов (дрожжей, бактерий).