Millist ensüümi inimestel ei leidu. Loe lähemalt ensüümide kohta. Kuidas aru saada, et kehas pole piisavalt ensüüme

Toitumise olemus ei ole kõrge või madala kalorsusega toit, vaid toidu täielikkus, see tähendab elusraku põhiliste "ehituselementide" - aminohapete (millest keha ise ehitab) olemasolu selles. vajalikud valgud), rasvhapped (millest organism ise ka ise rasvu loob), süsivesikud, mikroelemendid, vitamiinid, hormoonid, ensüümid, kiudained ja muud komponendid.

Kuidas ensüümid toetavad organismi kaitsereaktsioone?

Kogu inimese elujõud sisaldub ensüümides või fermentides. Kuid juba temperatuuril 49 ° C muutuvad ensüümid inertseks ja 54 ° C juures surevad, ehkki toodete külmutamine külmkapis säilitab neid.

Tänapäeval teame, et vähirakke kaitseb valgukate, mis ei lase immuunsüsteemil neid ära tunda. Ainult ensüümid saavad selle membraani eemaldada, paljastades seega pahaloomulised rakud. Seetõttu piiravad vähihaiged liha oma toidus või jätavad selle üldse välja: see säästab ensüüme, mis lähevad liha lagundamiseks, andes neile võimaluse osaleda vähirakkude paljastamises.

Seega, kui sööte midagi keedetud ja liha on alati kuumutatud või muul viisil töödeldud, sööge koos keedetud tootega kindlasti 3 korda rohkem tooreid köögivilju.
Kust saada ensüüme. Kust ensüümid meie kehast tulevad?

Keha saab ensüüme peamiselt kahest allikast:
1) taimedest - toiduensüümid;
2) organismist endast, selle ainevahetusprotsessidest (maksast, seedimisensüümidest - kõhunäärmest) ja ainevahetusest - igast keharakust.

Kahjuks on ensüümide hulk, mida iga rakk suudab toota, piiratud! Ensüümide potentsiaali saab kasutada kaua, kui neid pidevalt toores juurvilja näol täiendada. Organismi taimsete ensüümide hea varustatuse ja õige toidukombinatsiooniga saab süüa kõike ja mitte haigeks jääda.

Peame õppima:
Toidu elujõud on ensüümides, need on tervise võti. Ilma ensüümideta ei tööta ei mineraalid, vitamiinid ega hormoonid. Just ensüümid juhivad meie keha moodustumist. Teil võib olla kõike – valke, rasvu, süsivesikuid, mineraalaineid, vitamiine, kuid ilma toimivate ensüümideta ei suuda teie keha alustada uuenemis-, taastumis-, puhastus-, loomisprotsessi. Ensüümid on spetsiifilistest aminohapetest moodustunud spetsiaalsed valgud, neid nimetatakse biokeemiliste reaktsioonide bioloogilisteks katalüsaatoriteks, nad töötavad teatud režiimis. Võite alla neelata kilode kaupa vitamiine, kuid ilma ensüümideta ei tee need teile midagi, raiskate lihtsalt oma energiat ja toitu, sest see ei imendu ja eritub uriiniga.

Mis on halb käärimine?
- seedimata või halvasti seeditud rasvad põhjustavad südame-veresoonkonna haigusi ja liigset kehakaalu;
- seedimata valgud - kehatemperatuuri tõus, depressioon ja vähk;
- seedimata süsivesikud on allergiate, astma ja artriidi põhjustajad.
Miks meil puuduvad ensüümid?

1. Paljud meist on sündinud väikese pangaga. See patt ei lasu mitte ainult emal, vaid isegi vanavanavanavanaemal ja vanavanavanaisal.
2. Taimedest saadavad saadused on kasvanud ensüümivaeses pinnases.
3. Inimese organism vajab toortoitu ja meie toidulaud koosneb peamiselt keedetud, sageli üleküpsetatud, töödeldud, keemiliste lisanditega modifitseeritud või mis veelgi hullem kiirgusega kokkupuutuvatest toiduainetest, milles ensüüme üldse pole ja kui need säilivad. , on nad hävinud olekus.
4. Stress ja stressirohked olukorrad, külmetushaigused, temperatuurireaktsioonid, kõik haigused, rasedus kahandavad ensüüme: me kaotame neid iga päev uriini ja väljaheitega.
Miks on ensüümid inimkeha jaoks olulised?

Ensüümid töötavad kehas pidevalt: ilma nendeta ei toimu ainsatki protsessi. Nad lagundavad toitu rakutasandil, loovad valkudest lihaseid, vabastavad kopsudest süsihappegaasi, toetavad immuunsüsteemi võitluses infektsioonidega, tõstavad organismi vastupidavust ja aitavad seedesüsteemil korralikult toimida. Lisaks kõigele eelnevale on ensüümid:
— hävitada ja eemaldada kehast erinevaid rasvu;
- vältida haiguse kroonilist kulgu;
- hoia meid noorena ja aita meil hea välja näha;
- suurendada energiat ja vastupidavust;
- vältida hormonaalset tasakaalustamatust organismis.
Kuidas saame ensüüme täiendada?

Ensüümide täiendamiseks on üks võimalus: toortoidu tarbimine. Ensüümirikas on ainult “elus”, looduslik, looduslik toit, mis on valmistatud orgaanilises pinnases kasvanud taimedest ilma keemiliste väetisteta. Toored juurviljad peavad olema meie toidus, sest need varustavad meid selle Elu eliksiiriga – ensüümidega, mis aitavad meil omastada, omastada kõike, mida vajame, ja kõrvaldada kõik kahjuliku. Toores köögivilja ensüümid on tervise võti.

Organismis toimivad paljud ensüümid. Igal neist on oma eesmärk. Proteaas on valkude seedimise ensüüm, lipaas seedib rasvu; amülaas seedib süsivesikuid ja tsellulaas kiudaineid.

Seal on 22 seedeensüümi, mida toodab kõhunääre. Nad jätkavad seedimisprotsessi kaksteistsõrmiksooles, kuid ainult siis, kui seal on aluseline keskkond.

Organismis töötavad ka tuhanded metaboolsed ensüümid. Nad on seotud hingamise, liikumise, kõne, käitumise ja immuunsüsteemiga. Lisaks sisaldab inimkeha spetsiaalset tüüpi oksüdeerivaid metaboolseid ensüüme – need muudavad vabad radikaalid (toksiline hapnik) kahjututeks toodeteks: veeks ja hapnikuks.

Kuid ensüümidel on oma omadused. Ensüümide puudusel jaotab keha need ümber, ammendades sellega ensüümipanga, millega oleme sündinud, nõrgestades seeläbi selle elutähtsaid funktsioone ja kõigi organite koordineeritud tööd. Toit, mis ei vasta inimkeha vajadustele (loomne, keedetud, rafineeritud), imendub ainult osaliselt. Kõik, mis seedimata, mädaneb, käärib ja tekitab toksoosi.

Immuunsüsteem hakkab võitlema halvasti seeditud, imendunud toiduga samamoodi nagu nakkuse või muude ohtlike võõrkehade vastu. See kurnab ja nõrgestab keha.

Igal aastal väheneb tervete inimeste osakaal.

Ensüümid on tervise võluvõti. Ensüümid on hapniku ja vee järel kolmandal kohal suhetes, milles toimivad kõik elemendid, mis tagavad meie keha tõrgeteta toimimise. Toiduensüümid on meie toitumises kõige olulisem tegur. Ja ainult toortoidu hulka kuuluvad need, mis on kõige aktiivsemad.

Vale ja ebatervisliku toitumise mõju on tunda hiljem, palju-palju aastaid hiljem ning selle negatiivse mõju loomulikus ja õiges suunas muutmiseks on vaja 3-4 põlvkonna vahetust.

Mida peaksime ensüümide kohta teadma.

1. Meie keha ei tooda toiduensüüme. Neid saame ainult siis, kui sööme toortoitu või kui võtame ensüüme toidulisandina. Meie keha toodab seedeensüüme kõhunäärmes, kuid need ei tööta maos. Need töötavad ainult kaksteistsõrmiksooles, eeldusel, et seal säilib kergelt leeliseline reaktsioon. Seega, kui teil on happe-aluse tasakaaluhäire, ei tööta teie pankrease ensüümid.

2. Arvatakse, et maomahlas sisalduv soolhape lõhustab valke. See on vale. Vesinikkloriidhape ei lagunda valke, vaid muudab ensüümi pepsinogeeni selle aktiivseks vormiks, mida nimetatakse pepsiiniks, valke lõhustavaks ensüümiks, mis alustab oma tööd maos.

3. Toiduensüümid töötavad maos ja pankrease ensüümid kaksteistsõrmiksooles. Toiduensüümid erinevad teistest taimsetest ensüümidest selle poolest, et need toimivad laias vahemikus, mis tähendab, et nad jäävad aktiivseks nii maos kui ka kaksteistsõrmiksooles. Kuid pankreatiin on pankrease ensüüm, mis töötab kitsalt aluselises pH keskkonnas (7,8-8,3) ja hävib mao happelises keskkonnas.

4. Tavaliselt määravad arstid happesuse vähendamisel patsiendile vesinikkloriidhapet, et suurendada happesust ja parandada valkude seedimist. On see õige? Ei, see pole tõsi. See "hapestumine" muudab peamiselt vere pH-d. Aktiveeritakse puhversüsteem happe neutraliseerimiseks leelisega. Vesinikkloriidhape pärsib pankrease ensüümide aktiivsust, kahjustades seedimist. Optimaalseid tulemusi on võimalik saavutada toiduensüümide abil, mitte aga happeliste või vesinikkloriidhappe toidulisandite organismi viimisega. Lisaks tekitab selline neelamishäire neerudele stressi, mis peavad liigsed happed väljutama. Seega, kui uriinianalüüs näitab happelist reaktsiooni, tuleb välja selgitada, kas see reaktsioon on seotud vesinikkloriidhapet sisaldavate toidulisandite võtmisega või happeliste toitude (liha, valgujoogid, suhkur, rasvad) kuritarvitamisega või (paraku! ) juba arenev diabeet.

5. Kui happesus on liiga kõrge, soovitatakse tavaliselt toidulisandeid kaltsiumisoolade kujul. Arvatakse, et see hoiab ära ka sellise haiguse, nagu luude pehmenemine (osteoporoos) arengu. Kuid see pole sugugi tõsi! Kaltsiumisooladel on vesinikkloriidhappe toimele vastupidine toime. Juba on tõestatud, et õigem oleks vastupidi – mitte mingil juhul ei tohi seda kaltsiumi juua. Leeliselise reaktsiooni taustal muutub anorgaaniline kaltsium ainult oksaalhappe soolaks ja aitab kaasa artriidi ja muude luude ja liigeste haiguste tekkele, samuti katarakti tekkele. Samas saab seedimisprotsessi kergesti korrigeerida, süües rohkem toortoitu, mis sisaldab kõiki toiduensüüme.

6. Ekslikult arvatakse, et ensüümide puudust organismis on võimatu tuvastada. Samal ajal väljendub ensüümide puudus organismis teatud ensüümi nälgimise sümptomitega: palavik, kuumus; kõhunäärme suurenemine (kõige sagedamini leitakse patsientidel, kes söövad üleküpsetatud toitu, kus kõik ensüümid on surnud); valgete vereliblede arvu suurenemine pärast keedetud, konserveeritud toidu söömist, erinevalt ensüümiderikkast toortoidust, mis ei anna kunagi sellist negatiivset mõju; toodete ilmumine uriinis, mis viitavad sellele, et soolestikus pole kõik korras valkude halva seedimise tõttu vajalike ensüümide puudumise tõttu.

Ensüümid, mida saame toortoidust, on olulised mitte ainult seedimiseks, vaid ka tervise hoidmiseks ja haiguste ennetamiseks. Kui sööme tühja kõhuga värsket toortoitu, satuvad need vereringesse ja teevad järgmist tööd: hävitavad viiruste ja bakterite valgustruktuurid ning kõik muud põletiku käigus ilmnevad kahjulikud ained. Seetõttu on ensüümid (eriti ensüümirikkad värsked mahlad) väga tõhusad: põletikuliste protsesside ajal, nagu külm, kontrollivad turset, punetust, kuumust, ägedat valu.

Valke seedivatel ensüümidel on silma-, kõrva- ja neeruhaiguste korral märkimisväärne ravitoime. See on immuunsüsteemi esimene kaitseliin.

Amülaas on ensüüm, mis lagundab süsivesikuid. Kuid see eemaldab ka mäda, mis teatavasti koosneb surnud valgetest verelibledest. Näiteks hammaste ja igemete abstsessi korral, kui antibiootikumid eriti ei aita, võib paraneda, kui võtta sobivates annustes amülaasi, mis võitleb mädaga: mädanik kaob lühikese aja jooksul.

Amülaas ja lipaas aitavad ravida ka nahahaigusi: urtikaariat, psoriaasi ja kontaktdermatiiti; puhastab kopse ja bronhe limast; ensüümide kombinatsiooni kasutatakse nüüd astma ravis hoogude kõrvaldamiseks. Siiski sõltub toime kõigil juhtudel piisavast kasutatud ensüümide kogusest.

Ensüüm lipaas seedib rasvu, sh toidurasvu ja taimestikku, mis koosneb rasvmembraaniga ümbritsetud rakkudest, hävitab ka osade viiruste rasvmembraani, suurendab rakkude läbilaskvust: viirus muutub toiduensüümide poolt kättesaadavaks ja seeditavaks.

Kas parem on süüa kõrge lipaasisisaldusega toite või võtta sama lipaasi toidulisandite kujul? Loomulikult on parem süüa ensüümirikkaid toite kui tarbida farmatseutiliselt valmistatud ensüüme.

Peate lihtsalt teadma nende allikaid:
1. Teraviljad, köögiviljad ja puuviljad, pähklid, mis on kasvatatud looduslikes orgaanilistes tingimustes, mitte tehismuldadel ja isegi mitmesuguste keemiliste lisanditega - need on peamised ensüümide tarnijad. Igapäevaselt on vaja tarbida kodustest köögiviljadest toorsalateid, juur- ja puuviljadest värsket mahla. Muidugi võib süüa aurutatud köögivilju, kuid neid peaks olema 3 korda vähem kui toorelt.
2. Kaasaegne teadus ei ole veel õppinud sünteetiliselt terviklikke ensüüme tootma. Seetõttu säilitab ensüüme ainult toores toit, kuna need eluslooduse allikad on temperatuuri suhtes väga tundlikud. Toortoidu söömine aitab säilitada teie enda ensüümide varu, mis on oluline, et keha saaks neid vajadusel mobiliseerida.
Millised taimed on ensüümirikkad?

Eriti rikas ensüümide poolest: seemnete ja terade idandid, nende võrsed; mädarõigas, küüslauk, avokaado, kiivi, papaia, ananass, banaan, mango, sojakaste. Nad õppisid seda valmistama rohkem kui tuhat aastat tagasi. See on sojaubade meresoolaga kääritamise looduslik toode, mida kasutatakse supi, pudru ja köögiviljade lisandina. Terad nagu oder ja köögiviljad nagu spargelkapsas, kapsas, rooskapsas, lillkapsas, klorofülli sisaldav nisuhein ja enamik rohelisi köögivilju sisaldavad ensüümi loomulikku, loomulikku vormi, mis on vajalik organismi normaalseks toimimiseks. Aga kui sul pole võimalust isegi piiratud koguses toortoitu tarbida, siis juua köögiviljamahlu, ainult 5 sorti korraga (ühes klaasis), ensüüme võib võtta 1-3 korda päevas söögi ajal toidulisandite kujul. . Toiduensüümid aitavad säilitada meie elundite, lihaste ja kudede energiat. Nad muudavad toidust saadava fosfori luukoeks; eemaldada mürgised ained soolestikust, maksast, neerudest, kopsudest, nahast; raua kontsentreerimine veres; kaitsta verd soovimatute toodete eest, muutes need organismist kergesti erituvateks aineteks.

Seedetrakti ensüümid:

* amülaas – hakkab lagundama juba suuõõnes koos süljega erituvaid süsivesikuid;
* maomahla proteaas, seedib valke;
* lipaas, mis lagundab rasvu.

Kõiki neid kolme ensüümi leidub kõhunäärmemahlas, mis siseneb soolestikku. Terve keha toodab ka ensüüme ja katalaasi, mis aitavad eemaldada vanusega suurenevaid vabu radikaale. Nende ensüümide tootmiseks vajab keha mineraale nagu tsink ja mangaan.

* pankreatiin on pankrease ensüüm, mis töötab peensoole aluselises keskkonnas;
* ensüümid trüpsiin ja kümotrüpsiin – osalevad valkude lagundamisel;
* Aspergilluse ensüümid – seente päritolu – vereringesse sattudes võivad avaldada kasulikku ravitoimet, lagundavad fibriini, aidates kaasa trombide resorptsioonile. On täheldatud, et aspergilluse ensüümid koos loomsete ensüümide trüpsiini ja kümotrüpsiiniga on tõhusad vähiravis.

Kehv seedimine, vähenenud imendumine, nõrk kõhunääre, rasvane väljaheide, soolehaigused, piimalaktoositalumatus, veresoonte tromboos – see kõik eeldab aspergilluse ensüümide võtmist koos ensüümide trüpsiini ja kümotrüpsiiniga.

Kaalu langetamisel tuleb toidust välja jätta puriine sisaldavad toidud, kuna happeline maomahl hävitab need enamasti: eriti lipaas. See viib rasva halva seedimiseni.

Pankreatiit on kõrge puriinisisalduse tagajärg, mis võib kahjustada neere.

Ensüümide võrdlev toime näitab kõigi toiduensüümide rühmade kõrget aktiivsust, töötades nii happelises kui aluselises keskkonnas. Seetõttu on toiduensüümide rikkad köögiviljad nii tõhusad ja nii vajalikud, et neil pole kunagi vastunäidustusi.

"Ensüümi" mõiste kujunemine kooli bioloogiakursusel ja seos kooli keemiakursusega.

1. Sissejuhatus

2. Mõiste “ensüüm” kujunemine kursusel “Inimese anatoomia, füsioloogia ja hügieen”:

A) mõiste “ensüüm” määratlemine teemas “Üldine tutvus inimkehaga”;

b)“ensüümi” mõiste arendamine teemas “Seedimine”;

G) ensüümi mõiste kujundamine teemas "Ainevahetus";

3. Mõiste “ensüüm” kujunemine kursusel “Üldbioloogia”:

A)mõiste “ensüüm” kujunemine teemas “Raku õpetamine”

b) kontseptsiooni “ensüüm” väljatöötamise lõpetamine teemas “Ainevahetus ja energia muundamine rakus”

4. Metoodilised arendused valiktundide läbiviimiseks teemal “Ensüüm” X1 klassis.

5 .Järeldused.

SISSEJUHATUS

Nii bioloogia kui ka keemia üks põhimõisteid on „ensüümi“ mõiste. bioloogiliselt aktiivseid aineid meditsiini ja rahvamajanduse jaoks.

Seetõttu on üldbioloogia üheks võtmemõisteks „ensüümi“ mõiste Koolibioloogia kursusel hakkab see kujunema 1. klassis „Inimese anatoomia, füsioloogia ja hügieen“ 10. klassis. õpilased seda mõistet ei kohta, kuid 1. klassis antakse see mitmete oluliste bioloogiliste põhimõtete selgitamisel kvalitatiivselt uuel tasemel Kooli keemiakursusel pööratakse vähe tähelepanu ensüümide nimetamisele võib leida ainult X1 klassist, seetõttu on bioloogia ainel suur roll õpilaste ühe bioloogia ja keemia põhimõiste tutvustamisel.

Mõiste “ensüüm” kujunemine kursusel “Inimese anatoomia, füsioloogia ja hügieen”

Esmakordselt kohtavad õpilased mõistet “ensüüm” kursuse “Inimese anatoomia, füsioloogia ja hügieen” sissejuhatavas peatükis “Üldine tutvus inimkehaga”, mis annab üldise ettekujutuse elust. raku protsessid Siin antakse esmakordselt selle mõiste definitsioon: ensüümid – need on valgud, mis kiirendavad rakus toimuvaid keemilisi transformatsioone üldine arusaam ensüümide struktuurist, koostisest ja omadustest analoogiliselt valkudega.

Õppides paraku teemasid: „Lihas-skeleti süsteem“, „Veri“, „Vereringe“ ja „Hingamine“, mis anatoomia õppekava järgi tulevad peatüki „Üldine tutvus inimkehaga“ järel, on mõiste „ensüüm“. ” ei mainita ja seetõttu ei ole see fikseeritud ning „langeb” aktiivsest bioloogilisest sõnavarast välja.

Meile tundub, et teemat “Seedimine” õppides oleks õigem anda õpilastele mõiste “ensüüm” definitsioon, kus konkreetsete näidetega saab selgitada ensüümide bioloogilist rolli, toimemehhanismi, tähendust ja muid omadusi. Selle teema iseloomulikuks tunnuseks mõiste “ensüüm” seisukohalt on see, et seedimisprotsessi analüüsitakse fraktsionaalselt, s.o. Seedetrakti iga osa jaoks eraldi See võimaldab õpilastel tutvuda suure hulga ensüümidega ja on neil lihtsam meeles pidada.

Seda teemat uurides saavad õpilased teada, et toidu põhikomponentide lagunemine on keeruline biokeemiline protsess, mis toimub seedeensüümide abil. Oluline on luua õpilastes ettekujutus ensüümidest kui rangelt spetsiifilisest valkude rühm: ühed ensüümid toimivad süsivesikutele, teised valkudele, teised --- rasvadele Samuti luua kontseptsioon ensüümide selgest funktsionaalsest spetsialiseerumisest teatud bioloogiliste substraatide jaoks

Sama teema annab ettekujutuse ensüümide spetsiifiliste omaduste avaldumise optimaalsetest tingimustest: temperatuur, keskkonna happesus.

Suuõõnes seedimist uurides saavad õpilased tuttavaks tärklise lagunemisega, et sülg sisaldab kahte ensüümi, mis tekivad süljenäärmete epiteelirakkudes ained, millel on vähem keerukad molekulid – linnasesuhkur, teise ensüümi juuresolekul muundub linnasesuhkur glükoosiks Õpetaja käest saavad õpilased teada, et sülg sisaldab amülolüütilisi ensüüme: pteoliini, mis lagundab tärklise maltoosiks, ja maltaas, mis lõhub. alla maltoos glükoosiks Süljeensüümide toimimise tingimused on kergelt leeliseline keskkond ja temperatuur 37 kraadi Celsiuse järgi.

Maos seedimist uurides saavad õpilased tuttavaks uue maomahlas sisalduva ensüümiga – pepsiin lagundab valke ja suudab toimida vaid meie kehatemperatuuril ja happelises keskkonnas , mis sisaldub maomahlas endas.

Seedimine kaksteistsõrmiksooles toimub pankrease mahla mõjul. Selle mahla kolm ensüümi mõjutavad maos alanud valkude lagunemist põhimõtteliselt kuni vees lahustuvate aminohapete moodustumiseni. Lipaasi toimel lagunevad rasvad glütserooliks ja rasvhapeteks. Amülaasi ensüümi juuresolekul lagundatakse tärklis, mis ei ole allutatud sülje seedetegevusele. Pankrease mahla ensüümid toimivad leeliseline keskkond meie kehatemperatuuril.

Seedetrakti ensümaatilise aktiivsuse iseloomustamisel

näärmeid seedetrakti erinevates osades, on oluline juhtida õpilaste tähelepanu nende lõhestamise spetsiifilisusele teatud

laenatud bioloogilised ained Seega avaldub tärklist lagundavate ensüümide toime suuõõnes, need lagundavad

ki soolestikus, pankrease sekretsiooni ensüümide mõjul, lagunevad kõik toidu põhikomponendid: valgud, süsivesikud ja rasvad.

Teema "Seedimine" uurimisel on materjali paremaks omastamiseks soovitatav kasutada tabelit, mis sisaldaks iga nende sektsioonide näärmete sekretsioonis sisalduvaid ensüüme; , samuti reaktsiooni tingimused.

Näiteks:

Teema "Inimese anatoomia, füsioloogia ja hügieen" arutelu lõpetuseks võime teha järgmised järeldused: sellel kursusel saavad õpilased tutvuda ensüümidega, tutvustades nende tegevust kogu organismi tasandil.

Kahjuks ei puudutata sellel kursusel teiste teemade uurimisel mõistet “ensüüm” See on väga halb, sest Koolilastele jääb mulje, et ensüümid osalevad vaid seedimisprotsessides. Seetõttu ei ole õpetaja ülesanne järgmistes teemades nagu “Gaasivahetus kopsudes ja kudedes”, “Valkude, rasvade, süsivesikute ainevahetus” unustada tutvustamast. õpilased nendes protsessides osalevatele ensüümidele 9. klassi õpilaste jaoks ei ole selle osalemise mehhanism oluline, et nad saaksid teada, et meie keha kõiki reaktsioone katalüüsivad teatud ensüümid.

Juba 9. klassis peab õpetaja näitama bioloogia ja keemia interdistsiplinaarsete seoste olulisust Anorgaanilise keemia õppes ja 8-9 klassis õpilaste omandatud teadmisi (teemad: „Hapnik, oksiidid). , põlemine”, “Vesinik”, “Happed, soolad” ,vundamendid”, “Aine struktuur”).

Mõiste “ensüüm” kujunemine kursusel “Üldbioloogia”

Edasist ensüümidega tutvumist jätkavad õpilased “Üldbioloogia” kursusel. Siin uuritakse ensüüme kvalitatiivselt uuel tasemel, pannakse alus meie keha olulisemate protsesside mõistmiseks Sellel kursusel õpivad õpilased ensüüme osana uuest orgaaniliste ühendite klassist, millega kohtuvad hiljem “. Orgaaniline keemia” kursus Seetõttu on väga oluline, et õpetaja paneks paika algteadmised, mida hiljem keemiatundides vaja läheb. Just nendel bioloogia ja keemia kursustel on näha interdistsiplinaarsete seoste tähtsus, mida tuleb õpilastele näidata.

Kursuse esimene teema on "Raku uurimine". Siin antakse ensüümi mõiste kui katalüsaator kõigi elusolendite elementaarses struktuuriüksuses - rakus - toimuvatele elutähtsatele biokeemilistele reaktsioonidele. Seda teemat uurides saavad õpilased teada ensüümide rakusisesest lokaliseerimisest: mitokondrites, lüsosoomides, tuumas, membraanides või membraanidel Eelkõige selgitatakse lüsosoomi mõistet järgmiselt

viis: ensüümide abil toimuvat toitainete lagunemist nimetatakse lüüsiks, sellest ka nimetus lüsosoomid, mis on võimelised lagundama kõik rakku sisenevad toitained õpilaste paremaks assimilatsiooniks võite kasutada tabelit: "Ensüümide lokaliseerimine rakus" (T.T. Berezov, B.F. Korovkin, "Biological Chemistry", 1982)

Tsütoplasma mitokond. Lüsosoomid Mikrosoomid. Plasmaatiline Tuum

murdosa.EPS

Ferm.glükopüruvaat- happeline ribosomaalne adenülaat-fer.rep-

lüüsi dehüdrohüdroensüümid tsüklaas, likatsioon

genaasi valkude süntees. DNA ATPaas

keeruline

Ensüümid Ensüümid --- Fer.süntees --- ---

pentoositsükli fosfolipiid.

Krebsi raja süntees.holist

Fer.aktiveerimine F.tsükkel --- hüdroksülaasid --- ----

aminohapped rasvad

F. süntees F. oksüdatsioon. --- --- --- ----

rasvane fosfor

plaadistuskomplekt

Fosforülaas --- --- --- --- ---

glükogeen-

Mõiste “ensüüm” väljatöötamine lõpetatakse teemas “Ainevahetus ja energia muundamine rakus”. See teema annab täieliku arusaama ensüümist, ensümaatilisest reaktsioonist, nende tähtsusest ainevahetusele. Siin antakse õpilastele aimu ensüümide struktuurist, toimemehhanismist ja klassifikatsioonist Need on substraadi kompleks, koensüüm, regulatiivne kompleks.

assimilatsiooni ja dissimilatsiooni protsessid, nende seos ainevahetuse üldises protsessis. Samuti on oluline selgitada, et kõik ensümaatilised protsessid on reguleeritud. Hiljem selles töös vaadeldakse üht võimalikku varianti selleteemalise fakultatiivtunni läbiviimiseks, kus neid küsimusi täpsemalt käsitletakse.

Nii algab mõiste “ensüüm” kujunemine 9. klassist, liikudes lihtsast keerulisemaks. Kõige keerulisem materjal on 11. klassis

see on tingitud 9. ja 11. klassi õpilaste erinevast arengutasemest ning nende erinevast võimest tajuda keerulist teaduslikku materjali.

Kuna õpilased on bioloogiakursusel juba üsna varakult tutvunud mõistega “ensüüm”, puutuvad sellega pidevalt kokku peaaegu kogu kursuse jooksul ning õpivad aina sügavamalt, muudab see õpetaja ülesande keemiakursusel lihtsamaks. Ja kuna oleme bioloogia- ja keemiaõpetajad, on see meie jaoks eriti oluline. Nende kahe teaduse ristumiskohas on oluline tutvustada õpilastele ensüümide kasutamise probleemi nii bioloogia kui ka keemia kursustel koos on teemaks ensüümi roll majanduskompleksis: keemia-, toidu-, farmaatsiatööstuses Saate anda õpilastele teemasid, mille kohta nad koostavad väikeseid ettekandeid konkreetse ensüümi kasutamise kohta võib olla abimaterjal:

"Mõned näited ensüümide kasutamisest tööstuses"

Ensüüm Tööstus Kasutamine

Amülaasi pruulimine Linnase tärklisesisalduse suhkrustamine

(lagundada tekstiil Keermetele kantud tärklise eemaldamine ajal

tärklis) suuruse määramise aeg

Pagariäri Tärklis glükoosiks

glükoosi kääritamisel tekib CO2, mis

Need teevad taigna lahti.

Proteaasid

(jagatud

Papaiini valmistamine Õlle valmistamise protsessi etapid reguleerivad

vahu kogus

Liha Liha pehmendamine.

Ficin Pharmaceutical Lisandid hambapastadele hammaste eemaldamiseks

uus haarang

Foto Pesuželatiin kasutatud kilest

Trypsin Food Imikutoidu tootmine

Pepsiin Food "Valmis" teravilja tootmine

Klassivälise tegevuse metoodika ja enesekontrollisüsteemi väljatöötamine .

Soovime pakkuda metoodilisi arendusi valikainete tundide läbiviimiseks teemal "Ensüümid ja nende roll". süvendatult uuritakse õppureid ensüümidega ja nende rolliga seda saab teha üsna heal tasemel, sest Selleks hetkeks on koolilapsed bioloogiakursusel juba korduvalt kokku puutunud mõistega "ensüüm" ja õpivad keemias selliseid orgaaniliste ühendite klasse nagu "valgud", "aminohapped". See annab õpetajale võimaluse esiteks bioloogia kursusel terviklikumalt ja kvalitatiivselt uuel tasemel rääkida inimorganismis toimuvatest biokeemilistest protsessidest ja ensüümide rollist neis ning teiseks juhtida õpilaste tähelepanu selliste ühendite klasside nagu “valgud”, aminohapped” tähtsust rakkudes ja organismis tervikuna toimuvates protsessides. Neid valikaineid on soovitav läbi viia keemia- ja bioloogiaklassides, sest Oluline on läbi viia rida keemilisi katseid.

Õppetund N1"Tutvus ensüümide struktuuriga, nende klassifikatsiooniga, rolliga kehas."

Ensüümid on valkained, mis on võimelised kiirendama keemilisi reaktsioone Ensüümide roll elus on kolossaalne.

Tänu oma funktsioonile (katalüütiline) mitmesugused ensüümid

tagada tohutu hulga keemiliste reaktsioonide kiire toimumine organismis. Praegu on teadaolevalt eraldatud ja uuritud sadu ensüüme, mis võivad sisaldada kuni 1000 erinevat ensüümi, millest igaüks kiirendab üht või teist keemilist reaktsiooni. .

Ensüümid on tõhusad bioloogilised katalüsaatorid (“katalüsaatori” mõiste on õpilastele tuttav anorgaanilise keemia kursusest.) Nad osalevad enamikes organismis toimuvates keemilistes transformatsioonides, s.t. metaboolsed protsessid jagunevad kaheks protsessiks: assimilatsiooniprotsess ja dissimilatsiooniprotsess. Oluline on määratleda need kaks mõistet ja seda saab teha järgmiselt.

Assimilatsioon - mitmesugused keemilised reaktsioonid, mis viiakse läbi ensüümide osalusel, võimaldades kasutada kehasse sisenevaid aineid konkreetsele organismile omaste valkude, nukleiinhapete, lipiidide, polüsahhariidide jne sünteesiks, mis tagab kasvu, arengu, uuendamine

keha arendamine ja energiaallikana kasutatavate reservide kogumine.

Dissimilatsioon - see on orgaaniliste ühendite hävitamine valkude, rasvade, süsivesikute, sealhulgas toiduga kehasse sisenevate valkude, rasvade, süsivesikute muutmisega lihtsateks aineteks.

Seega katalüüsivad ensüümid kõiki neid protsesse. Seega jagunevad ensümaatilised reaktsioonid sünteesireaktsioonideks (assimilatsioon) ja lagunemisreaktsioonideks (dissimilatsioon). keha Oluline on rõhutada autotroofsete ja heterotroofsete organismide ainevahetusprotsesside kulgemise erinevust Seega domineerib autotroofsetes organismides assimilatsiooniprotsess, sest fotosünteesi protsessis, anorgaanilistest ühenditest ja värske energia otsesest kasutamisest

See tähendab, et komplekssed orgaanilised ained on kombineeritud Heterotroofides oma organismi ehitus ja kõigi elutähtsate funktsioonide tagamine orgaaniliste ainete dissimilatsiooni käigus saadud energiast ja kehas võib selle seostada assimilatsiooniprotsessidega või dissimilatsiooniprotsessidega. Kui toitaine on sattunud rakusse, toimub see rida keemilisi muutusi, mida katalüüsivad ensüümid.

Nüüd saate liikuda edasi struktuuri juurde. Ensüümidel on spetsiifiline struktuur, et süvendada õpilaste arusaamist ensüümide struktuurist ja klassifikatsioonist.

1. Ensüümid võivad olla valgud (lihtvalgud) ja proteiinid (komplekssed valgud). Teisel juhul on ensüümide hulgas üks lisarühm Nende kompleksil on ensümaatilised omadused. Täiendav rühm (kofaktor) on mittevalgu päritolu (metalliioonid, mitmesugused orgaanilised ühendid).

2. Ensüümil on järgmised keskused:

A) Aktiivne keskus (Uuringute tulemused on näidanud, et enamiku ensüümide molekulid on mitu korda suuremad kui nende substraatide molekulid, mis interakteeruvad selle ensüümiga ja et ainult väike osa ensüümi molekulist, mida nimetatakse aktiivseks keskuseks, puutub kokku substraat ensüüm-substraadi kompleksis),

b) Substraadi keskpunkt,

V) Reguleerimiskeskus.

Ka selles tunnis on vaja tutvustada õpilastele ensüümide klassifikatsiooni

fiktsiooni jagati ensüümid kahte rühma: 1- kiirendavad hüdrolüüsireaktsioonid ja 2- mittehüdrolüütilise lagunemise reaktsioonid. Seejärel püüti ensüüme jagada klassidesse vastavalt kaasatud substraatide arvule

Samal ajal kujunes välja suund, kus ensüümide klassifitseerimine põhines katalüütilise toimega reaktsioonide tüübil. Lisaks hüdrolüüsireaktsioone kiirendavatele ensüümidele ja aatomirühmade lõhustumisele. ja uuriti erinevaid sünteese .

Selle põhimõtte kohaselt jagunevad kõik ensüümid 6 klassi:

1 .Oksidoreduktaasid – kiirendavad oksüdatsiooni-redutseerimise reaktsioone

2 Transferaasid - aatomirühmade ja molekulaarsete jääkide ülekandereaktsioonid

3 .Hüdrolaasid - hüdrolüütilise lagunemise ja sünteesi reaktsioonid

4 Lüaasid - teatud aatomirühmade mittehüdrolüütiline lõhustamine substraatidest

5 .Isomeraasid-molekulaarse transformatsiooni reaktsioonid

6. Lipaasi-rektsiooni süntees

Õppetund N2 "Ensüümide omadused, nende toimemehhanism"

Selles õppetükis on vaja õpilastele üksikasjalikumalt anda ensüümi substraadi ja regulatsioonikeskuste mõisted, see on oluline nende toimemehhanismi mõistmiseks.

Substraadikeskuse all mõistetakse ensüümi molekuli lõiku, mis vastutab ensümaatilise transformatsiooni läbiva aine lisamise eest. Anorgaanilisest keemiast teavad õpilased, et reaktsiooni lõppedes taastavad katalüsaatorid oma struktuuri ja omadusi järeldusele ajutiste vaheühendite moodustumise kohta ensüümide ja substraatide vahel .Seega ühineb ensüüm substraadiga, moodustades lühiajalise ensüümi-substraadi kompleksi ensüüm-substraadi reaktsioon

kompleks laguneb produktiks (või toodeteks) ja ensüümiks Ensüüm reaktsioonis ei muutu.

Ensüümide töö kontseptsioon on puudulik, paljastamata nende toime reguleerimise probleemi. Seetõttu tuleb märkida, et ensüümi molekulides on lisaks aktiivsetele ja substraadikeskustele ka reguleerimiskeskus, mis struktuurilt vastab ensüümi molekulidele. Teatud ainevahetuse etapi lõppsaadus, saavutades teatud kriitilise kontsentratsiooni, suhtleb reaktsiooni lõppsaadus ensüümi reguleerimise keskpunktiga ja peatab süsteemi töö tagasiside põhimõttel: lõppsaaduse kontsentratsioon toimib. signaal konkreetse keemilise reaktsiooni väljalülitamiseks või käivitamiseks Ensüümide aktiivsuse reguleerimise ja reguleerimise määrab nende molekulaarstruktuur, mis suudab teatud signaalaineid „ära tunda“ ja nende toimest kokku võtta Tähtis tutvustada õpilastele ensüümide omadusi.

1 .Spetsiifilisus

Ensüümidel on väga kõrge spetsiifilisus. See spetsiifilisus tuleneb ensüümi molekuli erilisest kujust, mis ühtib täpselt substraadi molekuli kujuga. Seda hüpoteesi nimetatakse "võtme ja luku" hüpoteesiks: see võrdleb substraati võtmega. sobib lukku, st. ensüümile Edasi pakkus Koshland juba 1959. aastal välja “võtme ja luku” hüpoteesi tõlgenduse, et ensüümide aktiivsed keskused on selle eelduse kohaselt substraadi kombineerimine ensüümiga põhjustab viimase struktuuris muutusi Sobiv analoogia aastal võib kasutada kinnast, mis kätte pannes muudab vastavalt oma kuju.

Ensüümide selle omaduse kinnitamiseks võib näidata biokeemia eksperimenti.

Selleks võetakse 4 katseklaasi:

1,2-2 ml tärkliselahust

3,4–2 ml sahharoosilahust

Seejärel 1,3–0,5 ml süljelahuses

2,4–0,5 ml iga 1% pärmi sahharoosi

Segage, asetage 10 minutiks veevanni, jahutage, eemaldage katseklaasidest

1,2 klaaspulgaga võtame KY-s Y2 tilgad ja tilgad, ühendame tilgad - sinine värv.

Katseklaasidest 3,4 võetakse 3 ml, segatakse 1 ml 10% NaOH + mõne tilga 1% CuSO4 - kollane või punane sade (olenevalt sülje amülaasi temperatuurist).

2 .Termiline labiilsus

Temperatuur on ensümaatilise toime oluline näitaja. Iga ensüümi jaoks on olemas teatud temperatuurioptimum, mis tagab suurema aktiivsuse.

Võtta 4 tuubi 2 ml 1% tärklist + 0,05 ml sülge, mis on lahjendatud 10 korda, segada ja asetada erinevatele temperatuuritingimustele Hüdrolüüsi käik määratakse reaktsiooniga U2-ga (KU-s). Proovid võetakse pärast 2,4 ,6,8 , 10,12 minutit tärklise värvuse muutumise järgi joodiga hinnatakse tärklise hüdrolüüsi astet igas katseklaasis.

Õpilaste enesekontrollisüsteem .

Ka selles töös soovime välja pakkuda õpilastele enesekontrolli süsteemi Õpilaste tundideks ettevalmistamisel otsitakse vastuseid õpikutes esitatud küsimustele. Seejärel antakse õpilastele 2-3 küsimust, mis on osa enesekontrollist. kontrollitakse õpilaste teadmisi ja materjalist arusaamise määra.

Enesekontroll võib lahendada mitmeid probleeme:

1. õpilase tähelepanu koondamine teema võtmeküsimustele

2.probleemsete küsimuste püstitamine

3. enesekontroll võib sisaldada küsimusi käsitletava materjali kordamiseks ja sidumiseks käesoleva materjaliga, üldistava iseloomuga küsimusi.

Näidisküsimused enesekontrolliks:

1. Ainevahetus – assimilatsiooni- ja dissimilatsiooniprotsesside kombinatsioon ja vastastikune seos.

2. ATP moodustumine rakus on raku universaalne “kütus”.

3.Süsivesikute ainevahetuse ensüümide lokaliseerimine.

4.Valkude biosünteesi ensüümide lokaliseerimine.

5. Multiensümaatilised süsteemid, nende lokaliseerimine ja funktsioonid.

Järeldused.

1. Nii bioloogia kui ka keemia õpetamise teoreetiliseks aluseks on üldiste bioloogiliste mõistete väljatöötamine, mis hõlmavad ka mõistet "ensüüm".

2 .Ensüümide kontseptsiooni arendamine aitab kaasa teadmiste kujunemisele õpilastes, mis on vajalikud nende üldise teadusliku silmaringi laiendamiseks.

3. Tulenevalt “ensüümi” mõiste arendamise olulisusest, samuti ajapuudusest, on meie poolt välja töötatud valiktunde.

Õpetamine

Vajad abi teema uurimisel?

Meie spetsialistid nõustavad või pakuvad juhendamisteenust teid huvitavatel teemadel.
Esitage oma taotlus märkides teema kohe ära, et saada teada konsultatsiooni saamise võimalusest.

Mis tahes elusorganismi rakus toimuvad miljonid keemilised reaktsioonid. Igaüks neist on suure tähtsusega, seetõttu on oluline säilitada bioloogiliste protsesside kiirus kõrgel tasemel. Peaaegu iga reaktsiooni katalüüsib tema enda ensüüm. Mis on ensüümid? Milline on nende roll rakus?

Ensüümid. Definitsioon

Mõiste "ensüüm" pärineb ladinakeelsest sõnast fermentum - juuretis. Neid võib nimetada ka ensüümideks kreeka keelest en zyme - "pärmis".

Ensüümid on bioloogiliselt aktiivsed ained, seega ei saa rakus toimuv reaktsioon toimuda ilma nende osaluseta. Need ained toimivad katalüsaatoritena. Seega on igal ensüümil kaks peamist omadust:

1) Ensüüm kiirendab biokeemilist reaktsiooni, kuid seda ei tarbita.

2) Tasakaalukonstandi väärtus ei muutu, vaid ainult kiirendab selle väärtuse saavutamist.

Ensüümid kiirendavad biokeemilisi reaktsioone tuhat, mõnel juhul miljon korda. See tähendab, et ensümaatilise aparaadi puudumisel peatuvad kõik intratsellulaarsed protsessid praktiliselt ja rakk ise sureb. Seetõttu on ensüümide roll bioloogiliselt aktiivsete ainetena suur.

Ensüümide mitmekesisus võimaldab rakkude metabolismi mitmekülgselt reguleerida. Mis tahes reaktsioonikaskaadis osalevad paljud eri klassi ensüümid. Bioloogilised katalüsaatorid on molekuli spetsiifilise konformatsiooni tõttu väga selektiivsed. Kuna ensüümid on enamikul juhtudel valgulised, paiknevad nad tertsiaarses või kvaternaarses struktuuris. Seda seletatakse jällegi molekuli spetsiifilisusega.

Ensüümide funktsioonid rakus

Ensüümi põhiülesanne on vastava reaktsiooni kiirendamine. Igasugune protsesside kaskaad, alates vesinikperoksiidi lagunemisest kuni glükolüüsini, nõuab bioloogilise katalüsaatori olemasolu.

Ensüümide õige toimimine saavutatakse kõrge spetsiifilisusega konkreetse substraadi suhtes. See tähendab, et katalüsaator saab kiirendada ainult teatud reaktsiooni ja mitte ühtegi teist, isegi väga sarnast reaktsiooni. Spetsiifilisuse astme järgi eristatakse järgmisi ensüümide rühmi:

1) Absoluutse spetsiifilisusega ensüümid, kui katalüüsitakse ainult ühte reaktsiooni. Näiteks kollagenaas lagundab kollageeni ja maltaas maltoosi.

2) Suhtelise spetsiifilisusega ensüümid. See hõlmab aineid, mis võivad katalüüsida teatud klassi reaktsioone, näiteks hüdrolüütilist lõhustamist.

Biokatalüsaatori töö algab hetkest, kui selle aktiivne kese kinnitub substraadile. Sel juhul räägitakse täiendavast suhtlusest nagu lukk ja võti. Siin peame silmas aktiivse tsentri kuju täielikku kokkulangemist substraadiga, mis võimaldab reaktsiooni kiirendada.

Järgmine etapp on reaktsioon ise. Selle kiirus suureneb ensümaatilise kompleksi toime tõttu. Lõppkokkuvõttes saame ensüümi, mis on seotud reaktsiooniproduktidega.

Viimane etapp on reaktsiooniproduktide eraldumine ensüümist, mille järel vabaneb aktiivne keskus uuesti järgmiseks tööks.

Skemaatiliselt võib ensüümi töö igas etapis kirjutada järgmiselt:

1) S + E ——> SE

2) SE ——> SP

3) SP ——> S + P, kus S on substraat, E on ensüüm ja P on saadus.

Ensüümide klassifikatsioon

Inimkehas võib leida tohutul hulgal ensüüme. Kõik teadmised nende funktsioonide ja toimimise kohta süstematiseeriti ning selle tulemusena tekkis ühtne klassifikatsioon, tänu millele saate hõlpsasti kindlaks teha, milleks konkreetne katalüsaator on mõeldud. Siin on esitatud 6 peamist ensüümide klassi, samuti mõnede alarühmade näited.

1. Oksüdoreduktaasid.

Selle klassi ensüümid katalüüsivad redoksreaktsioone. Kokku on 17 alagruppi. Oksidoreduktaasidel on tavaliselt mittevalguline osa, mida esindab vitamiin või heem.

Oksidoreduktaaside hulgas leidub sageli järgmisi alarühmi:

a) Dehüdrogenaasid. Dehüdrogenaasi ensüümide biokeemia hõlmab vesinikuaatomite eemaldamist ja nende ülekandmist teisele substraadile. Seda alarühma leidub kõige sagedamini hingamis- ja fotosünteesireaktsioonides. Dehüdrogenaasid sisaldavad tingimata koensüümi NAD/NADP või flavoproteiinide FAD/FMN kujul. Sageli leitakse metalliioone. Näideteks on sellised ensüümid nagu tsütokroomreduktaas, püruvaatdehüdrogenaas, isotsitraatdehüdrogenaas, aga ka paljud maksaensüümid (laktaatdehüdrogenaas, glutamaatdehüdrogenaas jne).

b) Oksüdaasid. Mitmed ensüümid katalüüsivad hapniku lisamist vesinikule, mille tulemusena võib reaktsiooniproduktideks olla vesi või vesinikperoksiid (H 2 0, H 2 0 2). Ensüümide näited: tsütokroomoksüdaas, türosinaas.

c) Peroksidaasid ja katalaasid on ensüümid, mis katalüüsivad H 2 O 2 lagunemist hapnikuks ja veeks.

d) oksügenaasid. Need biokatalüsaatorid kiirendavad hapniku lisamist substraadile. Dopamiini hüdroksülaas on üks näide sellistest ensüümidest.

2. Transferaasid.

Selle rühma ensüümide ülesandeks on radikaalide ülekandmine doonorainelt retsipientainele.

a) Metüültransferaasid. DNA metüültransferaasid on peamised ensüümid, mis kontrollivad nukleotiidide replikatsiooni protsessi ja mängivad suurt rolli nukleiinhapete funktsioneerimise reguleerimisel.

b) atsüültransferaasid. Selle alarühma ensüümid transpordivad atsüülrühma ühest molekulist teise. Atsüültransferaaside näited: letsitiinkolesterooli atsüültransferaas (viib funktsionaalse rühma rasvhappelt kolesteroolile), lüsofosfatidüülkoliini atsüültransferaas (viib atsüülrühma lüsofosfatidüülkoliinile).

c) Aminotransferaasid on ensüümid, mis osalevad aminohapete muundamises. Näited ensüümidest: alaniini aminotransferaas, mis katalüüsib alaniini sünteesi püruvaadist ja glutamaadist aminorühma ülekande teel.

d) Fosfotransferaasid. Selle alarühma ensüümid katalüüsivad fosfaatrühma lisamist. Fosfotransferaaside teine ​​nimetus kinaasid on palju levinum. Näited hõlmavad ensüüme, nagu heksokinaasid ja aspartaatkinaasid, mis lisavad vastavalt fosforijääke heksoosidele (kõige sagedamini glükoosile) ja asparagiinhappele.

3. Hüdrolaasid – ensüümide klass, mis katalüüsivad molekulis olevate sidemete lõhustumist, millele järgneb vee lisamine. Sellesse rühma kuuluvad ained on peamised seedeensüümid.

a) Esteraasid – lõhuvad eetrisidemeid. Näiteks on lipaasid, mis lagundavad rasvu.

b) glükosidaasid. Selle seeria ensüümide biokeemia seisneb polümeeride (polüsahhariidide ja oligosahhariidide) glükosiidsidemete hävitamises. Näited: amülaas, sahharaas, maltaas.

c) Peptidaasid on ensüümid, mis katalüüsivad valkude lagunemist aminohapeteks. Peptidaaside hulka kuuluvad ensüümid, nagu pepsiinid, trüpsiin, kümotrüpsiin ja karboksüpeptidaas.

d) Amidaasid – lõhustavad amiidsidemeid. Näited: arginaas, ureaas, glutaminaas jne. Paljud amidaasi ensüümid on leitud

4. Lüaasid on ensüümid, mis on oma funktsioonilt sarnased hüdrolaasidega, kuid molekulide sidemete lõhustamiseks ei ole vaja vett. Selle klassi ensüümid sisaldavad alati mittevalgulist osa, näiteks vitamiinide B1 või B6 kujul.

a) Dekarboksülaas. Need ensüümid toimivad C-C sidemele. Näited hõlmavad glutamaadi dekarboksülaasi või püruvaadi dekarboksülaasi.

b) Hüdrataasid ja dehüdrataasid on ensüümid, mis katalüüsivad C-O sidemete lõhustumise reaktsiooni.

c) Amidiinlüaasid – hävitavad C-N sidemeid. Näide: arginiinsuktsinaatlüaas.

d) P-O lüaasid. Sellised ensüümid lõikavad reeglina substraatainest fosfaatrühma. Näide: adenülaattsüklaas.

Ensüümide biokeemia põhineb nende struktuuril

Iga ensüümi võimed määrab tema individuaalne ainulaadne struktuur. Iga ensüüm on ennekõike valk ning selle struktuur ja voltimisaste mängivad selle funktsiooni määramisel määravat rolli.

Iga biokatalüsaatorit iseloomustab aktiivse keskuse olemasolu, mis omakorda on jagatud mitmeks sõltumatuks funktsionaalseks piirkonnaks:

1) Katalüütiline keskus on valgu eriline piirkond, mille kaudu ensüüm kinnitub substraadile. Sõltuvalt valgumolekuli konformatsioonist võib katalüütiline tsenter võtta mitmesuguseid kujundeid, mis peavad sobituma substraadiga täpselt nagu lukk sobib võtmega. See keeruline struktuur selgitab, mis on tertsiaarses või kvaternaarses olekus.

2) Adsorptsioonikeskus - toimib "hoidjana". Siin tekib kõigepealt ühendus ensüümi molekuli ja substraadi molekuli vahel. Adsorptsioonikeskuse moodustatud sidemed on aga väga nõrgad, mis tähendab, et katalüütiline reaktsioon on selles etapis pöörduv.

3) Allosteerilised keskused võivad paikneda nii aktiivses keskuses kui ka kogu ensüümi pinnal tervikuna. Nende ülesanne on reguleerida ensüümi toimimist. Reguleerimine toimub inhibiitormolekulide ja aktivaatormolekulide abil.

Aktivaatorvalgud, seondudes ensüümi molekuliga, kiirendavad selle tööd. Inhibiitorid aga inhibeerivad katalüütilist aktiivsust ja see võib juhtuda kahel viisil: kas molekul seondub allosteerilise saidiga ensüümi aktiivse saidi piirkonnas (konkureeriv inhibeerimine) või kinnitub ensüümi mõne teise piirkonnaga. valk (mittekonkureeriv inhibeerimine). peetakse tõhusamaks. Sulgeb see ju substraadile koha ensüümiga seondumiseks ja see protsess on võimalik ainult siis, kui inhibiitormolekuli ja aktiivtsentri kuju peaaegu täielikult kokku langeb.

Ensüüm koosneb sageli mitte ainult aminohapetest, vaid ka muudest orgaanilistest ja anorgaanilistest ainetest. Seega on apoensüüm valgu osa, koensüüm on orgaaniline osa ja kofaktor on anorgaaniline osa. Koensüümi võivad esindada süsivesikud, rasvad, nukleiinhapped ja vitamiinid. Kofaktoriks omakorda on enamasti abimetalliioonid. Ensüümide aktiivsuse määrab selle struktuur: kompositsioonis sisalduvad täiendavad ained muudavad katalüütilisi omadusi. Erinevat tüüpi ensüümid on kompleksi moodustumise kõigi loetletud tegurite kombinatsiooni tulemus.

Ensüümide reguleerimine

Ensüümid kui bioloogiliselt aktiivsed ained ei ole alati organismile vajalikud. Ensüümide biokeemia on selline, et need võivad liigse katalüüsi korral kahjustada elusrakku. Et vältida ensüümide kahjulikku mõju organismile, on vaja nende tööd kuidagi reguleerida.

Kuna ensüümid on oma olemuselt valgud, hävivad need kõrgel temperatuuril kergesti. Denatureerimisprotsess on pöörduv, kuid see võib oluliselt mõjutada ainete toimimist.

Ka pH mängib reguleerimisel suurt rolli. Suurimat ensüümi aktiivsust täheldatakse tavaliselt neutraalsete pH väärtuste juures (7,0-7,2). On ka ensüüme, mis töötavad ainult happelises keskkonnas või ainult aluselises keskkonnas. Seega säilib raku lüsosoomides madal pH, mille juures hüdrolüütiliste ensüümide aktiivsus on maksimaalne. Kui nad kogemata satuvad tsütoplasmasse, kus keskkond on juba neutraalsele lähemal, siis nende aktiivsus väheneb. See kaitse “enesesöömise” eest põhineb hüdrolaaside töö iseärasustel.

Tasub mainida koensüümi ja kofaktori tähtsust ensüümide koostises. Vitamiinide või metalliioonide olemasolu mõjutab oluliselt mõne spetsiifilise ensüümi talitlust.

Ensüümide nomenklatuur

Kõiki kehas leiduvaid ensüüme nimetatakse tavaliselt sõltuvalt nende kuuluvusest mõnda klassi, samuti substraadist, millega nad reageerivad. Mõnikord ei kasutata nimes ühte, vaid kahte substraati.

Mõnede ensüümide nimede näited:

1. Maksaensüümid: laktaatdehüdrogenaas, glutamaatdehüdrogenaas.
2. Ensüümi süstemaatiline täisnimi: laktaat-NAD+-oksidoreduktaas.

Säilinud on ka triviaalsed nimetused, mis nomenklatuurireeglitest kinni ei pea. Näiteks seedeensüümid: trüpsiin, kümotrüpsiin, pepsiin.

Ensüümide sünteesi protsess

Ensüümide funktsioonid määratakse geneetilisel tasandil. Kuna molekul on suures osas valk, kordab selle süntees täpselt transkriptsiooni ja translatsiooni protsesse.

Ensüümi süntees toimub vastavalt järgmisele skeemile. Esiteks loetakse DNA-st teavet soovitud ensüümi kohta, mille tulemusena moodustub mRNA. Messenger RNA kodeerib kõiki aminohappeid, millest ensüüm koosneb. Ensüümide regulatsioon võib toimuda ka DNA tasemel: kui katalüüsitud reaktsiooni produktist piisab, siis geenide transkriptsioon peatub ja vastupidi, kui toote järele tekib vajadus, aktiveerub transkriptsiooniprotsess.

Pärast mRNA sisenemist raku tsütoplasmasse algab järgmine etapp – translatsioon. Endoplasmaatilise retikulumi ribosoomidel sünteesitakse esmane ahel, mis koosneb peptiidsidemetega ühendatud aminohapetest. Primaarstruktuuris olev valgumolekul ei saa aga veel täita oma ensümaatilisi funktsioone.

Ensüümide aktiivsus sõltub valgu struktuurist. Samal EPS-il toimub valkude keerdumine, mille tulemusena moodustuvad esmalt sekundaarsed ja seejärel tertsiaarsed struktuurid. Mõne ensüümi süntees peatub juba selles etapis, kuid katalüütilise aktiivsuse aktiveerimiseks on sageli vaja lisada koensüümi ja kofaktorit.

Teatud endoplasmaatilise retikulumi piirkondades lisatakse ensüümi orgaanilisi komponente: monosahhariide, nukleiinhappeid, rasvu, vitamiine. Mõned ensüümid ei saa töötada ilma koensüümi olemasoluta.

Kofaktor mängib otsustavat rolli ensüümide moodustamisel. Mõned ensüümi funktsioonid on saadaval ainult siis, kui valk jõuab domeeni organisatsiooni. Seetõttu on nende jaoks väga oluline kvaternaarse struktuuri olemasolu, milles mitme valgugloobuli vaheliseks ühenduslüliks on metalliioon.

Ensüümide mitu vormi

On olukordi, kus on vaja mitut ensüümi, mis katalüüsivad sama reaktsiooni, kuid erinevad üksteisest mõne parameetri poolest. Näiteks ensüüm võib töötada 20 kraadi juures, kuid 0 kraadi juures ei suuda ta enam oma funktsioone täita. Mida peaks elusorganism sellises olukorras madala välistemperatuuri juures tegema?

See probleem on kergesti lahendatav mitme ensüümi olemasoluga, mis katalüüsivad sama reaktsiooni, kuid töötavad erinevates tingimustes. Ensüüme on kahte tüüpi mitut tüüpi:

1. Isoensüümid. Selliseid valke kodeerivad erinevad geenid, need koosnevad erinevatest aminohapetest, kuid katalüüsivad sama reaktsiooni.
2. Tõelised mitmuse vormid. Need valgud transkribeeritakse samast geenist, kuid peptiidide modifitseerimine toimub ribosoomidel. Väljundiks on sama ensüümi mitu vormi.

Selle tulemusena moodustub esimest tüüpi mitu vormi geneetilisel tasemel, teine ​​​​tüüp aga translatsioonijärgsel tasemel.

Ensüümide tähtsus

Meditsiinis taandub see uute ravimite väljalaskmisele, mis sisaldavad aineid juba vajalikus koguses. Teadlased pole veel leidnud viisi, kuidas stimuleerida organismis puuduvate ensüümide sünteesi, kuid tänapäeval on laialt levinud ravimid, mis suudavad ajutiselt kompenseerida nende puudujääki.

Erinevad rakus olevad ensüümid katalüüsivad suurt hulka elu säilitamisega seotud reaktsioone. Üks neist enismidest on nukleaaside rühma esindajad: endonukleaasid ja eksonukleaasid. Nende ülesanne on säilitada rakus konstantset nukleiinhapete taset ning eemaldada kahjustatud DNA ja RNA.

Ärge unustage vere hüübimise nähtust. Tõhusa kaitsemeetmena kontrollivad seda protsessi mitmed ensüümid. Peamine neist on trombiin, mis muudab inaktiivse valgu fibrinogeeni aktiivseks fibriiniks. Selle niidid loovad omamoodi võrgu, mis ummistab veresoone kahjustuse koha, vältides sellega liigset verekaotust.

Ensüüme kasutatakse veinivalmistamisel, õllepruulimisel ja paljude fermenteeritud piimatoodete valmistamisel. Pärmi saab kasutada glükoosist alkoholi tootmiseks, kuid selle protsessi edukaks kulgemiseks piisab selle ekstraktist.

Huvitavad faktid, millest sa ei teadnud

Kõigil keha ensüümidel on tohutu mass - 5000 kuni 1 000 000 Da. See on tingitud valgu olemasolust molekulis. Võrdluseks: glükoosi molekulmass on 180 Da ja süsinikdioksiidi molekulmass on ainult 44 Da.

Praeguseks on avastatud üle 2000 ensüümi, mida on leitud erinevate organismide rakkudest. Enamikku neist ainetest pole aga veel täielikult uuritud.

Tõhusate pesupulbrite tootmiseks kasutatakse ensüümi aktiivsust. Siin täidavad ensüümid sama rolli nagu kehas: nad lagundavad orgaanilist ainet ja see omadus aitab võidelda plekkide vastu. Sellist pesupulbrit soovitatakse kasutada temperatuuril, mis ei ületa 50 kraadi, vastasel juhul võib tekkida denaturatsioon.

Statistika kohaselt kannatab 20% inimestest üle maailma mõne ensüümi puuduse all.

Ensüümide omadused olid teada väga pikka aega, kuid alles 1897. aastal mõistsid inimesed, et suhkru alkoholiks kääritamiseks saab kasutada mitte pärmi ennast, vaid selle rakkude ekstrakti.