Презентация на тему: Ферменты

Ферменты Братякова С.Б. * Братякова С.Б.

Что такое ферменты? ФЕРМЕНТЫ (от лат. fermentum — брожение, закваска) – это энзимы, специфические белки, увеличивающие скорость протекания химических реакций в клетках всех живых организмов. Наука о ферментах называется энзимологией. Братякова С.Б. * Братякова С.Б.

История изучения Термин «фермент» был предложен в XVII веке химиком ван Гельмонтом при обсуждении механизмов пищеварения. Братякова С.Б. * Братякова С.Б.

В 1833 французскими химиками А. Пайеном и Ж. Персо впервые из прорастающих зерен ячменя было выделено активное вещество, осуществляющее превращение крахмала в сахар и получившее название диастазы(амилазы). Братякова С.Б. * Братякова С.Б.

В середине 19 в. разгорелась дискуссия о природе брожения. Л. Пастер считал, что брожение вызывается лишь живыми микроорганизмами и что процесс брожения неразрывно связан с их жизнедеятельностью. А Ю.Либих и его сторонники, отстаивая химическую природу брожения, считали, что оно является следствием образования в клетках микроорганизмов растворимых ферментов. Луи Пастер Юстас Либих Марселен Бертло Клод Бернар Братякова С.Б. * Братякова С.Б.

Дискуссия Либиха и Пастера о природе брожения была разрешена в 1897 Э.Бухнером, который, растирая дрожжи с инфузорной землёй, выделил из них бесклеточный растворимый ферментный препарат (зимазу), вызывавший спиртовое брожение. Открытие Бухнера утвердило материалистическое понимание природы брожений. Братякова С.Б. * Братякова С.Б.

Общая характеристика ферментов Однокомпонентные Двухкомпонентные состоящие исключительно из белка состоящие из белка, называемого апоферментом, и небелковой части, называемой простетической группой Братякова С.Б. * Братякова С.Б.

Они значительно эффективнее (в 1014 – 1015 раз) небиологических катализаторов. Высокая специфичность их действия. Особенности ферментов: Ферменты не капризны, однако каждая ферментативная реакция наиболее быстро протекает при строго определенном значении PH и t° C Братякова С.Б. * Братякова С.Б.

3.Ферменты – белки, при кипячении разрушаются и теряют свои ферментативные свойства. 1. Ферменты – катализаторы и поэтому могут ускорять определенные процессы. 2. Ферменты действуют на определенные субстраты (вещества). Свойства ферментов Братякова С.Б. * Братякова С.Б.

Функции ферментов Ферменты выступают в роли катализаторов практически во всех биохимических реакциях Направляют и регулируют обмен веществ организма.. Братякова С.Б. * Братякова С.Б.

Принцип действия ферментов Фермент и субстрат должны подходить друг к другу «как ключ к замку» Братякова С.Б. * Братякова С.Б.

Ферменты пищеварительные метаболические ферменты выделяются в желудочно-кишечном тракте, разрушают питательные вещества, способствуя их абсорбции в системный кровоток ферменты катализируют биохимические процессы внутри клеток. Братякова С.Б. * Братякова С.Б.

Пищеварительные ферменты Амилаза расщепляет углеводы и находится в слюне, панкреатическом секрете и в содержимом кишечника. Различные виды амилазы расщепляют различные сахара. Протеазы, находящиеся в желудочном соке, панкреатическом секрете и в содержимом кишечника, помогают переваривать белки. Липаза, находящаяся в желудочном соке и панкреатическом секрете, расщепляет жиры. Братякова С.Б. * Братякова С.Б.

СВОЙСТВА ФЕРМЕНТОВ: Селективность Эффективность Зависимость от температуры Зависимость от среды раствора Братякова С.Б. * Братякова С.Б.

Селективность ферментов: Селективность(избирательность) -это свойство ферментов ускорять только одну или группу однотипных реакции. Селективность позволяет организму быстро и точно выполнить четкую программу синтеза веществ. Братякова С.Б. * Братякова С.Б.

Эффективность ферментов: Эффективность-свойство ускорения реакции. Скорость некоторых ферментативных реакции может быть в 1015 раз больше скорости реакции, протекающей в их отсутствие … Пример: 2Н2О2 каталаза 2Н2О+О2 Братякова С.Б. * Братякова С.Б.

Зависимость от температуры Термолабильность, т. е. высокая чувствительность к изменениям температуры. Так как ферменты являются белками, то для большинства из них температура свыше 70 C приводит к денатурации и потере активности. При увеличении температуры до 10 С реакция ускоряется в 2-3 раза, а при температурах близких к 0 С скорость ферментативных реакций замедляется до минимума. Братякова С.Б. * Братякова С.Б.

Зависимость от среды раствора.(рН) СРЕДА ЗНАЧЕНИЕ Желудочный сок Печеночная желчь Моча Сок поджелудочной железы 1,7 7,4 6,8 8,8 Братякова С.Б. * Братякова С.Б.

Классификация ферментов 1.Оксидоредуктазы - ферменты, катализирующие окислительно-восстановительные реакции, например, каталаза: 2 H2O2-->O2+2 H2O 2.Трансферазы - ферменты, катализирующие перенос атомов или радикалов. 3.Гидролазы - ферменты, разрывающие внутримолекулярные связи путем присоединения молекул воды. Например, фосфатаза:                          OH R - O - P = O + H2O ROH + H3PO4                       OH Братякова С.Б. * Братякова С.Б.

4.Лиазы - ферменты, отщепляющие от субстрата ту или иную группу без присоединения воды, негидролитическим путем. Например: отщепление карбоксильной группы декарбоксилазой:                                                                      O                            O //   || CH3 - C - C CO2 + CH3 - C          ||    \                                 \           O  OH                              H Братякова С.Б. * Братякова С.Б.

5.Изомеразы - ферменты, катализирующие превращение одного изомера в другой: глюкозо-6-фосфат глюкозо-1-фосфат   6.Синтетазы - ферменты, катализирующие реакции синтеза.   Братякова С.Б. * Братякова С.Б.

Классификация ферментов Братякова С.Б. * Классы ферментов Катализируемая реакция Примеры ферментов или их групп Оксидоредуктазы Перенос атомов водорода или электронов от одного вещества к другому. Дегидрогеназа, оксидаза Трансферазы Перенос определенной группы атомов -метильной, ацильной,фосфатной или аминогруппы-одного вещества к другому Трансаминаза, киназа Гидролазы Реакции гидролиза Липаза,амилаза,пептидаза Лиазы Негидролитическое присоединение к субстрату или отщепление от него группы атомов. При этом могут разрываться связи С-С, C-N, C-O или C-S Декарбоксилаза, фумараза,альдолаза Изомеразы Внутримолекулярная перестройка Изомераза, мутаза Лигазы Соединение двух молекул в результате образования новых связей, сопряженное с распадом АТФ Синтетаза Братякова С.Б.

Местонахождение ферментов в организме В клетке часть ферментов находится в цитоплазме, но в основном ферменты связаны с определенными клеточными структурами. В ядре, например, находятся ферменты, ответственные за репликацию — синтез ДНК и за ее транскрипцию — образование РНК . ДНК-лигаза Братякова С.Б. * Братякова С.Б.

Условия действия ферментов Действие ферментов зависит от ряда факторов: От температуры (max 40-50°С) Активной реакции среды – pH (кислотность). От присутствия специфических активаторов и неспецифических или специфических ингибиторов. Братякова С.Б. * Братякова С.Б.

Специфичность и механизм действия ферментов Действие ферментов, строго специфично и зависит от строения субстрата, на который фермент действует. Прекрасным примером такой зависимости служит катализируемая аргиназой реакция гидролитического расщепления аминокислоты аргинина на орнитин и мочевину: Братякова С.Б. * Братякова С.Б.

Кофакторы ферментов Многие ферменты для проявления активности нуждаются в веществах небелковой природы- кофакторах. Кофакторы могут быть как неорганическими молекулами (ионы металлов, железо-серные кластеры и др.), так и органическими (например, флавин или гем). Братякова С.Б. * Братякова С.Б.

Получение ферментов Обычно ферменты вьделяют из тканей животных, растений, клеток и культуральных жидкостей микроорганизмов, биологических жидкостей (кровь, лимфа и др.). Для получения некоторых труднодоступных ферментов используются методы генетической инженерии. Братякова С.Б. * Братякова С.Б.

Болезни, связанные с нарушением выработки ферментов Отсутствие или снижение активности какого-либо фермента (нередко и избыточная активность) у человека приводит к развитию заболеваний (энзимопатий) или гибели организма. Так, передаваемое по наследству заболевание детей — галактоземия (приводит к умственной отсталости) — развивается вследствие нарушения синтеза фермента, ответственного за превращение галактозы в легко усваиваемую глюкозу. Братякова С.Б. * Братякова С.Б.

Причиной другого наследственного заболевания — фенилкетонурии, сопровождающегося расстройством психической деятельности, является потеря клетками печени способности синтезировать фермент, катализирующий превращение аминокислоты фенилаланина в тирозин. Определение активности многих ферментов в крови, моче, спинно-мозговой, семенной и других жидкостях организма используется для диагностики ряда заболеваний. С помощью такого анализа сыворотки крови возможно обнаружение на ранней стадии инфаркта миокарда, вирусного гепатита, панкреатита, нефрита и других заболеваний. Братякова С.Б. * Братякова С.Б.

Ферменты Использование в технологических процессах Приготовление пищи Производство пищевых продуктов Изготовление Фармацевтических препаратов Изготовление моющих средств В текстильной промышленности Изготовление кожи и бумаги Братякова С.Б. * Братякова С.Б.

Физиологическая регуляция Пищеварение Е (ферменты) Биосинтез Коферменты Макромолекулы Катализ Бактериальное брожение Обмен веществ в клетке Значение для организма Братякова С.Б. * Братякова С.Б.

Использование ферментов Амилаза Папаин Фицин Пепсин Трипсин Реннин Протеаза Каталаза Глюкозооксидаза Целлюлаза Пектиназа Братякова С.Б. * Братякова С.Б.

Амилаза Братякова С.Б. * Промышленность Использование Пивоваренная Осахаривание содержащегося в солоде крахмала Текстильная Хлебопекарная Удаление крахмала, наносимого на нити во время шлихтования. Крахмал превращается в глюкозу. Дрожжевые клетки, сбраживая глюкозу, образуют углекислый газ, пузырьки которого разрыхляют тесто и придают хлебу пористую структуру.хлеб лучше подрумянивается и дольше не черствеет. Братякова С.Б.

Фицин Братякова С.Б. * Промышленность Использование Фармацевтическая Добавки к зубным пастам для удаления зубного налета. Фотография Смывание желатина с использованной пленки для того, чтобы извлечь находящееся в нем серебро. Братякова С.Б.

Папаин Братякова С.Б. * Промышленность Использование Пивоваренная Этапы процесса пивоварения, регулирующие качество пены. Мясная Умягчение мяса. Этот фермент довольно устойчив к повышению температуры и при нагревании мяса какое-то время продолжает действовать. Потом он, конечно, инактивируется. Братякова С.Б.

Пепсин Братякова С.Б. * Промышленность Использование Пищевая Производство готовых каш. Фармацевтическая Препараты, способствующие пищеварению (с дополнением к обычному действию пепсина в желудке). Братякова С.Б.

Трипсин Братякова С.Б. * Промышленность Использование Пищевая Производство продуктов для детского питания Братякова С.Б.

Реннин Братякова С.Б. * Промышленность Использование Сыроделие Свертывание молока (получение сгустка казеина) Братякова С.Б.

Глюкозооксидаза Братякова С.Б. * Промышленность Использование Пищевая Удаление глюкозы или кислорода Братякова С.Б.

Бактериальные протеазы Братякова С.Б. * Промышленность Использование Стирка белья Стиральные порошки с ферментными добавками Кожевенная Текстильная Пищевая Отделение волоса – способ, при котором не повреждается ни волос, ни шкура Извлечение шерсти из обрывков овечьих шкур Получение белковых гидролизатов (в частности, для производства кормов) Братякова С.Б.

Каталаза Братякова С.Б. * Промышленность Использование Пищевая Удаление пероксида водорода Резиновая Получение (из пероксида водорода) кислорода, необходимого для превращения латекса в губчатую резину Братякова С.Б.

Целлюлаза. Пектиназа Братякова С.Б. * Промышленность Использование Пищевая Осветление фруктовых соков Братякова С.Б.

Сказ о дележе наследства Умирал старый араб. Все его богатство состояло из 17 прекрасных белых верблюдов. Он собрал своих сыновей и объявил им свою последнюю волю: «Мой старший сын, опора семьи, должен получить после моей смерти половину верблюдов. Среднему сыну я завещаю треть всех верблюдов. Но и мой младший, любимый сын должен получить свою долю — одну девятую часть стада». Сказав это, старый араб умер. Похоронив отца, три брата стали делить верблюдов. Но исполнить волю отца они не смогли: невозможно было разделить 17 верблюдов ни пополам, ни на три части, ни на девять частей. Но тут через пустыню проходил дервиш. Бедный, как все ученые, он вел с собой черного облезлого верблюда, нагруженного книгами. Братья обратились к нему за помощью. И дервиш сказал: «Выполнить волю вашего отца очень просто. Я дарю вам моего верблюда, а вы попробуйте разделить наследство». У братьев оказалось 18 верблюдов, и все разрешилось. Старший сын получил половину верблюдов – 9, средний – треть стада – 6 и младший сын получил свою долю – двух верблюдов. Но 9, 6 и 2 дают 17, и после дележа оказался лишний верблюд — старый облезлый верблюд ученого. И дервиш сказал: «Отдайте мне назад моего верблюда за то, что я помог разделить вам наследство, а то мне придется самому тащить книги через пустыню». Вот этот черный верблюд и подобен ферменту. Он сделал возможным такой процесс, который без него был бы немыслим, а сам остался без изменений. Это действительно основное свойство ферментов, да и вообще всякого катализатора. Братякова С.Б. * Братякова С.Б.

1. Габриелян О. С., Маскаев Ф. Н., Пономарев С. Ю., Теренин В. И.Химия. 10 класс. Профильный уровень. М. Дрофа, 2009 2. Чертков И.Н. Методика формирований у учащихся основных понятий органической химии. – М.: Просвещение: 1991. 3. alhimic.ucoz.ru/load/26-1-0-39 4. www.alleng.ru/edu/chem1.htm 5. www.uchportal.ru/load/60-1-0-9056 6. http://ppt4web.ru/khimija 7. О. С. Габриелян, И.Г. Остроумов. «Химия. 10 класс. Настольная книга учителя» Список использованной литературы и Интернет-ресурсов Братякова С.Б. * Братякова С.Б.