Катализатор туралы түсінік Катализатор
Ферменттердің жалпы қасиеттері
жүктеу/скачать 71.51 Kb. Pdf көрінісі
|
| 1.4. Ферменттердің жалпы қасиеттері
Ферменттер биологиялық катализатор ретінде әрі гомагендік, әрі гетерогендік катализаторлардың белгілерімен сипатталады. Катализдік әсерін су ертінділерінде көрсетеді. Бірақ молекулалық салмағы үлкен юолғандықтан /10000-100000/ герерогендік катализаторға тән ферменттің ертіндісінде микробеттік бөлігі болады. Ферменттердің катализдік активтігі олардың беткейінде ерекше бөлімдер – активті орталық болуымен аяқталады. Ферменттердің гемогендік және гетерогендік катализаторлардың жалпы белгілерімен қатар, ерекше қасиеттері де болады. Ферменттердің негізгі ерекшелігі,жоғары катализдік активтігі мен өте жоғары талғампаздығынд. Себебі: ферменттердің құрылыс ерекшелігі мен әсер ету механизмінде. Ферменттер катализаторлар сияқты активация энергиясына әсер етіп, оны төмендетеді. Бұл ферменттер қатысында реакция жылдамдығын жоғарылатады. Ферменттік катализдің өзіне тән белгісі, оның мультиплеттігі, яғни бір мезгілде бірнеше /үштен артық/ реакцияға көптеген активті орталық пен сәйкес субстраттарды қатыстыруында. Әдетте ферменттер өздері әсер ететін қосылыстардың атына сәйкес «оза жалғауын аза» жалғауына ауыстыру арқылы белгіленеді. Мысалы, қант сахароза деп аталады, ал оған әсер етуші фермент-сахароза. Фермент сонымен қатар қышқылдар мен сілтілердің әсерін де өте тез сөліп отырады. Демек, бір фермент қышқылы аз реакцияға белсенділік көрсетеді, енді біреуі сілтісі аз реакцияны қалайды, ал үшіншісі нейтралдық жағдайды жақсы көреді. Ферменттердің бұл қасиеттерін адамның ас қорту процестерінен тез аңғаруға болады. Мысалы, ал ең алдымен ақуызға түсіп тіспен шайналады да сілекейге шыланады. Ал шілекейге шыланғанда нейтралдық реакцияға түседі. Демек, бұл кезде сілекейде болатын ферменттер іске кіріседі. Бұл фермент /амилаза/ көмірсуларға былайша айтқандакрақмалға ғана әсер етеді. Сондықтан, ауыстың көмірсулы бөлігі ғана қорытылады. Енді ауыздағы ас өңеш арқылы асқазанға түседі. Мұнда қышқылдық жағынан өте күшті қышқыл сұйықтық-асқазан сөлі бөлініп шығады. Бұл сөлдің ішінде қышқылдық ортада ерекше активтік көрсететін пепсин ферменті бар. Ол астың құрамындағы белоктарды ажыратады, бірақ көмірсулар бөлігіне ешқандай әсерән тигізбейді. Ферменттерді «өмір кілті» деп атаған, олардың әсер ететін ортасының ерекшелігі бірсыпыра жағдайда негізге алынған. Әрбір фермент белгілі бір заттарға ғана әсер етеді. Мұны былайтүсінуіміз керек. Фермент заттың молекуласынакілттің құлыпқа дәл келетініндей тура келуі керек. Э.Фишер ферментті образды түрде кілітке теңеді, ол тек сол құлыпты аша алады, егер оның құрылысында сол кіліттің құрылысы тең сәйкестік болдса. Міне, бұл ферменттің ең басты қасиеті болып табылады. Сондықтан да оны ерекше белок-катализатор дейміз. Бұл ретте мына мәселе баса назар аударған жөн. Мысалы, химиктер өздерінің катализаторлық реакция жүргізетін лаболоториясында қалай да өте тамаша катализатор тауып қолдануға ұмтылады. Бірақ мұнда тірі организмдегіден ерекше бір жай бар. Химиялық реакцияны тездету үшін әр түрлі катализаторды қолдануға болады. Біз белгілі бір реакцияны ферменттердің қатысымен жүргізетін болсақ, ең алдымен олардың қасиетін мейлінше анық біліп барып қолдануымыз керек. Бұл мәселе әсіресе, химия өнеркәсібінде өте ерекше роль атқарады. Бірақ біз бұл үшін белок- ферменттердің құрылысын, сонымен қатар оны таза күйінде бөліп алудың жолдарын білуіміз керек. Міне, осы мәселе көптеген қиыншылықтар туғызып келеді. Кез-келген химиялық қоспаның кристалын алу үшін жаңағы зат тек қана таза болу керек. Ал, белок- ферменттердің тазасын алуға ерекше жағдай қажет.Бұған дейін қандай зерттеуші болмасын қанша қара терге түсіп ізденсе де бір топтағы үш-төрт ферменттің қосындысын алудан аса алмады. Бірақ, соңғы кезде бірнеше қиындықтарды жеңе отырып, заттарды өте майдалап бөлу мен тазалаудың арқасында кейбір белоктік ферменттерді таза күйінде алуға қол жетті. Сөйтіп, олардың құрылысын зерттеуге мүмкіндік туды. Ферменттердің әр нәрсеге әрқалай әсер ететін қасиеті тағы бір жағдайды анықтауға мүмкіндік беріп отыр. Құрамы жағынан өте қарапайым келетін химиялық қосылыстарды қолданып, ферменттердің әсерін арттыруға немесе біржола жойып жіберуге болады екен. Міне, бұл жай тірі организмде үлкен роль атқарады. Өйткені, организмнің түрлі клеткалары мен тканьдарында болатын ферменттер көбіне ешқандай әрекетсіз жатады. Олар белгілі жағдайда ғана іске қосылады. Бұл құбылысты ас қорытатын ферменттердің жұмыс процесіне сүйене отырып, акад.И.П. Павловпен оның шәкірттері дәлелдеп берді. Пепсин (асқазан сөліндегі фермент) белоктарды тұз қышқылы әсер еткеннен кейін ғана қорытып, бөлшектей алады. Ферменттер- тірі табиғатта өте көп тараған. Шын мәнінде ол жан- жануарлар мен өсімдіктердің бәрінің денесінде кездеседі. Осыдан келіп біз организмдегі белоктардың бәрі ферменттер деген қорытынды жасай алмыз. Міне, бұл көзқарас совет ғалымдары М.Н. Любимова мен В.А. Энгельгардтың зерттеулерінде кеңінен қолдау тапты. Бұлшық еттің негізгі құрамы (суды қоспағанда) белок екенін біз жақсы білеміз. Ал, біз бұлшық еттерімізді бір тәулікте талай рет қатайтып, талай рет босатып отырамыз.Бұлшық еттегі белоктың осындай қасиетін ғылымда миозин деп атайды. Миозин бұлшық етті жиылдырып отыратын белок қана емес, сол бұлшық етте болатын химиялық реакцияны тездетуге жылу беретін, әрі шапшаңдататын фермент болып табылады. Міне, өзін-өзі энергиямен "қамтамасыз ету" бұл өте есте сақтарлық мәселе. Демек, барлық белоктардың фермент екені белгілі, бірақ барлық белоктардың ферменттік қасиеті толық анықталмай отыр. Қандай ауру болса да денедегі зат алмасудың бұзылуынан барып пайда болады. Демек, бұл тірі организмнің клеткаларында өте тығыз байланысып тұрған ферменттердің қызметі бұзылды деген сөз. Міне, осыдан келіп, дәрігерлерге ауруларды ферменттер қолдану арқылы жазуға болмас па екен деген ой келді. Көп ұзамай ас қорытатын шырынның ішінде кездесетін пепсин, трипсин, химотрипсин деген ферменттер қолданыла бастады. Емдеу үшін басқа да ферменттердің препараттары пайдаланылып жүр. Ферменттер, сонымен қатар нан пісіріп, сүзбе, шай, кофе, сыра, спирт, сірке, консервілер дайындауда да үлкен роль атқарады. Адам, мал мен өсімдіктің шикізаттарын үнемі қолданып отырады. Сондықтан, ферменттердің қасиетін білу өте қажет. Қазір ғылым ферменттерді сан алуан мәселелерге пайдалануда. |