Основы биохимии Том 1 - А. Ленинджер 1985

Биомолекулы
Ферменты

В этой главе речь пойдет о самых замечательных и наиболее специализированных белках-ферментах, т.е. белках, обладающих каталитической активностью. Ферменты являются необычайно мощными катализаторами, как правило, намного превосходящими по своей эффективности синтетические катализаторы. Они высокоспецифичны по отношению к своим субстратам и ускоряют строго определенные химические реакции без образования побочных продуктов; ферменты функционируют в разбавленных водных растворах при физиологических значениях температуры и pH. Лишь немногие катализаторы небиологического происхождения обладают всеми этими свойствами.

Ферменты-это функциональные единицы клеточного метаболизма. Действуя в строго определенной последовательности, они катализируют сотни многостадийных реакций, в ходе которых расщепляются молекулы питательных веществ, запасается и преобразуется химическая энергия и из простых молекул-предшественников строятся макромолекулы, входящие в состав клетки. Из большого числа ферментов, принимающих участие в метаболизме, можно выделить особый класс регуляторных ферментов, которые могут воспринимать различные метаболические сигналы и в соответствии с ними изменять свою каталитическую активность. Благодаря действию таких ферментов все ферментные системы в клетке функционируют координированно, что обеспечивает гармоническое равновесие между различными метаболическими процессами, необходимыми для поддержания жизнеспособности отдельных клеток и целых организмов.

Некоторые болезни человека, особенно генетически обусловленные наследственные заболевания, связаны с недостаточностью или полным отсутствием одного или нескольких ферментов в тканях. С другой стороны, патологические состояния могут быть вызваны избыточной активностью того или иного фермента; в таких случаях иногда удается подобрать лекарственный препарат, ингибирующий активность этого фермента. Измерение активности некоторых ферментов в плазме крови, эритроцитах или образцах тканей имеет важное значение для диагностики многих заболеваний. В наше время ферменты широко используются не только в медицине, но и в химической и пищевой промышленности, а также в сельском хозяйстве. Ферменты играют определенную роль даже в повседневном домашнем хозяйстве.

В этой главе мы не ставим перед собой цель классифицировать почти 2000 различных известных в настоящее время ферментов; вместо этого мы рассмотрим свойства и характеристики, общие для большинства ферментов. В последующих главах, когда речь пойдет о метаболических процессах в клетках, мы подробно остановимся на свойствах и функциях отдельных ферментов, а также приведем некоторые примеры их практического применения.