1. Каковы химическая природа и особенности ферментов как биокатализаторов? Ответ аргументируйте конкретными примерами.
2. Чем отличаются простые и сложные ферменты? Приведите примеры.
3. Охарактеризуйте механизм действия ферментов. Какова роль ES-комплексов в обеспечении эффективности ферментативного катализа?
4. Как влияют на активность ферментов температура и показатель рН среды? Чем обусловлены особенности влияния физических и химических факторов на активность биокатализаторов?
5. Охарактеризуйте специфичность действия ферментов, влияние конкурентных и неконкурентных ингибиторов, ионов металлов на активность ферментов. Приведите примеры.
6. Охарактеризуйте практические аспекты использования ферментов в пищевой промышленности. Приведите примеры использования ферментов класса оксидоредуктаз и гидролаз.
7. Что такое иммобилизованные ферменты? В чем заключаются их преимущества по сравнению со свободными ферментами? Приведите использование глюкозоизомеразы в современных технологиях производства сахаристых веществ.
8. Какие принципы лежат в основе современной номенклатуры и классификации ферментов? Напишите уравнение ферментативной реакции, укажите класс и подкласс фермента, охарактеризуйте строение и свойства, практическое использование в пищевых технологиях:
а) Фермент глюкозооксидаза катализирует превращение глюкозы в глюконовую кислоту по схеме:
b, D-глюкоза + Н2О+О2+ФАД ® D-глюконовая кислота + Н2О2+ФАД·2Н
б) Фермент липооксигеназа катализирует превращение пилиненасыщенных высших жирных кислот с образованием высокотоксичных и реакционноспособных гидропероксидов по схеме:
R... Ch2–CH=CH–CH2–CH=CH–CH2... COOH+O2 ®
® R... Ch2–CH=CH–CH–CH=CH–CH2... COOH
ï
ООН
в) Фермент полифенолоксидаза катализирует превращение моно-, ди- и полифенолов по схеме:
пирокатехин + ½ О2 ® орто-хинон + Н2О
(2-гидроксифенол)
г) Фермент лактатдегидрогеназа в анаэробных условиях катализирует превращение пировиноградной кислоты, образующейся из лактозы (молочного сахара), в молочную кислоту по семе:
пируват + НАДН... Н+ ® лактат + НАД+
д) Фермент алкогольдегидрогеназа катализирует превращение ацетальдегида, образующегося из глюкозы (глюкоза ® пировиноградная кислота ® ацетальдегид), в этиловый спирт по схеме:
ацетальдегид + НАДН... Н+ ® этанол + НАД+
е) Фермент липаза катализирует реакцию расщепления триглицеридов (жиров) по следующему суммарному уравнению:
3Н2О
триглицерид ¾® глицерин + смесь жирных кислот
ж) Фермент b-амилаза солода катализирует расщепление крахмала до b-мальтозы в соответствии с суммарным уравнением:
m Н2О
(С6Н10О5)n ¾® m С12Н22О11
з) Фермент инвертаза (b-фруктофуранозидаза) катализирует превращение сахарозы до смеси эквимолярных количеств a, d-глюкозы и b, d-фруктозы, получившей название инвертного сахара, что можно выразить следующей схемой:
(+)сахароза + Н2О ® a, d(+)-глюкоза + b, d(–)-фруктоза
Что означает термин «инверсия»?
и) Фермент b-галактозидаза (лактаза) катализирует распад лактозы (молочного сахара) по схеме:
лактоза + Н2О ® b-d-галактоза +a, d-глюкоза
к) Фермент пепсин катализирует распад белков до пептидов по схеме:
H2N... ала-фен-гис-вал-иле-тир-глу... СООН + 2Н2О
® (H2N) ала-фен(ОН) + (H2N) гис-вал-иле-тир(ОН) + H2N глу... СООН)
л) Фермент a-амилаза катализирует расщепление крахмала до менее сложных полисахаридов – декстринов по схеме:
(С6Н10О5)n ® растворимый ® (С6Н10О5)х
крахмал декстрины
9. Используя структурные формулы, напишите схему ферментативного превращения:
лактатдегидрогеназа
молочная кислота + НАД+ ¾¾® пировиноградная кислота + НАДН + Н+
Укажите класс и подкласс фермента и витамин, входящий в состав никотинамидных коферментов. Какова роль этого витамина, строение и функции кофермента НАД+ в обменных процессах?
10. Используя структурные формулы, напишите схему ферментативного превращения:
ацил-КоА-синтетаза
пальмитиновая кислота+HSKoA+АТФ¾¾®пальмитил-КоА+АМФ+пирофосфат
Укажите класс, подкласс фермента и витамин, входящий в состав кофермента А (HSKoA).
Каковы строение и функции этого кофермента в обменных процессах?
11. Используя структурные формулы, напишите схему ферментативного превращения:
сукцинатдегидрогеназа
янтарная кислота + ФАД ¾¾® фумаровая кислота + ФАД · 2Н
Укажите класс, подкласс фермента и витамин, входящий в состав флавиновых коферментов. Какова роль витамина, строение и функции кофермента ФАД в обменных процессах?
12. Используя структурные формулы, напишите схему ферментативного превращения:
аминотрансфераза
L-аланин + a-кетоглутаровая ¾¾® пировиноградная + L-глутаминовая
кислота кислота кислота
