Классификация ферментов

Все ферменты разделены на шесть главных классов:

Оксидоредуктазы — катализируют окислительно-восстановительные реакции.

Трансферазы — катализируют реакции межмолекулярного переноса химических групп и остатков.

Гидролазы — катализируют реакции гидролитического расщепления внутримолекулярных связей.

Лиазы — катализируют реакции присоединения групп по двойным связям и обратные реакции отрыва таких групп.

Изомеразы — катализируют реакции изомеризации.

Лигазы (синтетазы) — катализируют реакции соединения двух Молекул, сопряженные с расщеплением пирофосфатной связи в молекуле аденозинтрифосфата (АТФ) или аналогичного нуклеотидтрифосфата.

Каждый класс ферментов подразделяется на подклассы, которые в свою очередь в зависимости от природы ферментативной реакции делятся еще на подподклассы, в пределах которых нумеруются. Важнейшие представители некоторых классов ферментов приведены в таблице (ст. 274). Ранее многие ферменты, осуществляющие процессы глубокого расщепления органических соединений (десмолаза), объединялись под общим названием десмолаз (например, комплекс ферментов брожения, каталаза, карбоангидраза и др.).

Наряду с единой номенклатурой существуют стандартные единицы выражения активности ферментов: одна единица (Е) любого фермента — это количество фермента, которое при заданных условиях катализирует превращение 1 мкмоля субстрата в 1 мин.; концентрации раствора ферментов приводятся в единицах активности на 1 мл раствора; молекулярную активность фермента — выражает число молекул субстрата (или эквивалентов затронутой группы), превращаемых за 1 минуту одной молекулой фермента.

Ферментативные реакции, как и обычные химические реакции, ускоряются при повышении температуры. Температурный оптимум действия ферментов лежит в пределах 40—60°. При более высокой температуре, как правило, происходит инактивация ферментов. Некоторые ферменты довольно устойчивы к высоким температурам, например рибонуклеаза выдерживает нагревание до 100°. Ферменты проявляют максимальную активность только при определенном значении рН среды. Активность ферментов подавляется веществами, называемыми ингибиторами (см.). Действие ингибиторов может быть обратимым, когда активность ферментов восстанавливается при удалении ингибитора, и необратимым, когда при удалении ингибитора активность ферментов практически не восстанавливается.

Ферменты локализованы в определенных клеточных структурах. Структурная организация ферментных систем обеспечивает определенную последовательность ферментативных реакций и определенную скорость протекания процесса в целом. Для нормального функционирования ферментной системы необходимо, чтобы активность всех входящих в нее ферментов была оптимальной. Если один из ферментов по той или иной причине снизит свою активность или выпадет из системы, то нарушается деятельность всей ферментной системы в целом, что может вызвать заболевание всего организма. Отсюда следует важность для диагностики заболевания определения активности и количества ферментов. В клинической практике изучению ферментов придается большое значение. Наиболее широкому изучению подвергаются ферменты сыворотки (плазмы) и цельной крови.

Изменение «ферментного спектра» крови бывает вследствие увеличения (гиперферментемия), уменьшения (гипоферментемия) или появления в крови ферментов, отсутствующих в крови здорового человека (дисферментемия). Появление в крови неспецифических ферментов может быть следствием нарушения проницаемости биологических мембран, разрушения клеток или результатом защитной реакции организма.

3. Что такое ферментативный гидролиз растительного сырья?

В производстве пищи и кормов используется ферментативный гидролиз. В технологиях пищевых продуктов и кормов распространены процессы гидролиза смеси нескольких субстратов различной природы. Это процессы гидролиза нефракционного растительного сырья(зерна, солода, зеленой массы растений и др.)Они используются при получении продуктов брожения, соков, пектина, хлебобулочных растений, пищевого и кормового белка, питательных сред для культивирования микроорганизмов. Гидролиз может осуществляться с помощью ферментов самого сырья или ферментных препаратов. В первом случаи задача технолога является наиболее полное использование ферментативной активности сырья, что достигается соблюдением оптимальных условий действия ферментов и введение активаторов, допустимых в технологии получаемого продукта. Активность основных ферментов сырья нужно контролировать с целью определения параметров процесса гидролиза(температуры, продолжительности) и необходимости использования дополнительных источников ферментов. Ферменты сырья играют важную роль в производстве пива, вина, хлеба, чая, табака и др.