Ферменттер. Ферментативті катализдің механизмі. Ферменттердің жіктелуі презентация

Содержание

Дәріс жоспары: Ферменттер, жалпы қасиеттері. Ферментативті катализдің механизмі. Ферменттердің номенклатурасы және жіктелуі. Гидролазалар. Лиазалар. Трансферазалар. Оксидоредуктазалар.

Слайд 1№ 2 дәріс
ФЕРМЕНТТЕР.
Ферментативті катализдің механизмі. Ферменттердің жіктелуі. Гидролазалар, лиазалар,

трансферазалар және окисдоредуктазалар класының негізгі өкілдеріне жалпы сипаттама

Слайд 2Дәріс жоспары:
Ферменттер, жалпы қасиеттері.
Ферментативті катализдің механизмі.
Ферменттердің номенклатурасы және жіктелуі.
Гидролазалар.
Лиазалар.
Трансферазалар.
Оксидоредуктазалар.

Слайд 3Фермент
Ферменттер – арнайылығы бар нәруыздар, жасушаларда түзіліп, химиялық үрдістерді тездетуге қабілетті

биологиялық катализаторлар.
«Фермент» термині «fermentum» - ашытқы латын сөзінен шыққан. Ағылшын тіліндегі әдебиеттерде «энзим» сөзі пайдаланылады, грек тілінінен «en zyme» – ашытқыда деген мағына береді.

Слайд 4Ферменттердің жалпы қасиеттері:
1. құрылысының күрделілігі (ферменттер химиялық табиғаты нәруыз болғандықтан, нәруыздарға

тән барлық қасиеттерді көрсетеді, алайда олардың құрылысы күрделірек болады);
2. әсер ету қуаттылығы жоғары;
3.жоғары арнайылығы;
4. ағзада жайлы жағдайда әсер етеді ( tо 37-45о, қысым 1 атм.);
5. активтілігін реттеуге болатын заттар (фермент пен субстрат концентрациясы, орта рН-ы, температура, эффекторлар).





Слайд 5Ферменттің нәруыздан айырмашылығы активті орталығының болуында, активті орталығы арқылы фермент өз

субстратын танып, онымен байланысып, реакцияны тездетеді.
Активті орталық – ферменттердің беткі жағына орналасқан амин қышқылдарының функционалды топтарының белгілі бір шектелген кеңістікке шоғырлануы.
Субстрат – фермент әсер ететін зат.

Құрылысының күрделілігі

Слайд 6Активті орталықта функциясы жағынан ерекшеленетін 2 аймақ бар:







Активті орталық


Субстраттық

аймақ (фермент өз субстратын тани алады, байланысады)


Катализдік аймақ (химиялық реакцияның сипатын анықтайды)

Слайд 7Активті орталық (АО)

Слайд 8Ферменттер
Біркомпонентті
жай нәруыз – фермент-протеин
Мысалы: пепсин, трипсин , α-амилаза.
Екікомпонентті –

фермент-протеид
Апофермент (жай нәруыз) және простетикалық топтан, яғни коферменттен тұрады

Слайд 9Ферменттердің әсер ету механизмі
3 сатыдан тұрады:
І. Фермент-субстрат комплексінің түзілуі.
Субстрат ферменттің

активті орталығымен байланысады. Бұл әрекеттесу субстраттың химиялық табиғатына тәуелді: егер субстратта зарядталған топтар болса, онда бұл комплекстің түзілуі иондық байланыс есебінен түзіледі. Ал ондай топтар болмаса, сутектік байланыс немесе гидрофобтық әрекеттесу есебінен іске асады.

Слайд 10 ІІ. Фермент-реакция өнімі комплексінің түзілуі
Ферменттің активті орталығындағы активті топтар субстраттағы байланыстарды

әлсірете отырып, оған әсер етеді. Бұл кезде субстраттың конфигурациясы өзгеріп, субстрат молекуласының деформациясы, полярлануы жүреді, активтену энергиясы төмендеп, субстарт ыдырайды. Бұл саты өте қысқа уақытта өтеді.

Слайд 11ІІІ. Фермент-реакция өнімі комплексінің ыдырауы, бос ферменттің бөлінуі.
ІІІ сатысы баяу жүреді,

бүкіл реакция жылдамдығы осы сатыға байланысты.

Слайд 12 Ферменттердің әсер ету механизмі
Е – фермент;
S – субстрат;
ES –“фермент–субстрат”

комплексі;
Р1, Р2 –реакция өнімдері;
К1, К2, К3 – тепе-теңдік константалары

Слайд 13Ферменттердің номенклатурасы мен жіктелуі.
Қазіргі уақытта барлық ферменттер класқа жіктеледі. Әр

класс ферменттері топтарға, топтар топшаларға бөлінеді.
Ферменттің аталуы субстраттың атына немесе катализдейтін реакция атына “аза” деген жалғау қосылып оқылады. Кейбір ферменттердің тривиальды аттары сақталған.

Слайд 141961 жылдан бері әрбір фермент 4 санды шифр бойынша белгіленеді:
Мысалы: ұйқы

безінің липазасы ЕС 3.1.1.3 деп шифрланады, мұндағы:
"3" класты - гидролазалар класын,
"1" топты - эстеразалар тобын (күрделі эфирлік байланысты үзеді),
"1" топшаны – карбоэстеразалар топшасын (карбон қышқылынан түзілген күрделі эфирлік байланысты үзеді),
"3" –ферменттің осы топшадағы реттік санын көрсетеді.

Слайд 15Ферменттердің жіктелуі
Барлық белгілі ферменттер катализдейтін реакция түріне байланысты 6 класқа бөлінеді:
Оксидоредуктазалар
Трансферазалар
Гидролазалар
Лиазалар
Изомеразалар


Лигазалар (синтетазалар)

Слайд 16
Энзимдердің 6 класы бөлінген

→


Слайд 17 Гидролазалар класы
Гидролазалар – судың қатысуымен күрделі заттардың мономерлерге дейін ыдырауын

катализдейтін ферменттер.

Гидролазалар (карбоксипептидазадан басқасы) – біркомпонентті ферменттер,
жасушаларда, ас қорыту сөлдерінде кездеседі.
Гидролазалар 9 топқа бөлінеді, 3 тобын қарастырамыз:

Слайд 18Маңызды топтары
Гидролазалар
Эстеразалар

Гликозидазалар
Пептидазалар
Күрделі эфирлік байланысты гидролиздейді
Гликозидтік

байланысты гидролиздейді

Пептидтік байланысты гидролиздейді

Слайд 19Лиазалар класы
Лиазалар – судың қатысуынсыз субстраттан белгілі бір

топтардың (NH3, СО2, альдегид, т.б) бөліну немесе қос байланысқа атом топтарын енгізу реакцияларын катализдейтін ферменттер класы.
Лиазалар – екікомпонентті, жасушалық ферменттер (240≈ өкілі бар).

Слайд 20
Лиазалар
екі негізгі тобы
Декарбоксилазалар (карбоксилиазалар)
Дегидратазалар
(гидролиазалар )
Кето қышқылдарының декарбоксилазалары
Амин қышқылдарының декарбоксилазалары
карбангидраза
фумаратгидратаза

Слайд 211 тобы. Декарбоксилазалар
Кетоқышқылдарының декарбоксилазалары
Амин қышқылдарының декарбоксилазалары
Екікомпонентті,
Ко – тиаминдифосфат
(В1

вит. + 2 Н3РО4)

Екікомпонентті,
Ко – пиридоксальфосфат
(В6 вит. + Н3РО4)

Декарбоксилазалар

СООН тобын СО2 түрінде бөліп алу реакция ларын катализдейді.

Слайд 22 Кетоқышқылдарының декарбоксилазалары мультиферменттік комплекстің құрамына кіреді, тотығудан

декарбоксилдену реакциясын катализдейді.
Өкілдері:
1.пируватдекарбоксилаза (ПДК) пируватдегидрогеназды мультиферменттік комплекстің құрамына кіріп, ПЖҚ-ның тотығудан декарбоксилдену реакциясын катализдейді:


Слайд 242. α–кетоглутаратдекарбоксилаза (α-КГДК).
α-кетоглутаратдегидрогеназды мультиферменттік комплекстің (α-КГДГ м/ф к) құрамында α-КГ-ң

тотығудан декарбоксилдену реакциясын катализдейді:













Слайд 25АҚ–ның декарбоксилазалары екікомпонентті, Ко – пиридоксальфосфат (В6 вит. + Н3РО4).
Бұл ферменттер
бактериялар

үшін;
инфекциялық аурулар мен шіру үдерісінде маңызы зор;
АҚ-ның аралық алмасуына қатысады.
АҚ-ның декарбоксилдену реакцияларын (қайтымсыз) катализдейді, реакция өнімі –биогенді аминдер (серотонин, гистамин, ГАМҚ).

Слайд 26Триптофанның декарбоксилденуі нәтижесінде серотонин түзіледі:

Триптофан 5-гидрокситриптофан серотонин
СО2







Слайд 27Гистидиннен гистамин түзіледі:
Гистидин гистамин
СО2






Слайд 28Глутамин қышқылынан γ-аминомай қышқылы (ГАМҚ) түзіледі:
Глутамин қышқылы γ-аминомай қышқылы
СО2


Слайд 29Аспарагин қышқылы декарбоксилденгенде β-аланин түзіледі:

Аспарагин қышқылы β-аланин



СО2

Слайд 302 тобы. Карбангидраза.
Екікомпонентті, Ко-ң құрамында Zn 2+ бар. Катализдейтін

реакциясы:
Н2О + СО2 Н2СО3

Негізінен эритроциттерде кездеседі, СО2 тіндерден өкпеге тасымалдауға қатысады. Бұл реакцияның бағыты СО2 концентрациясына тәуелді. 1 л қанда 2 г жуық фермент бар.

Слайд 31 Трансферазалар – атом немесе атом топтарын бір қосылыстан екіншісіне тасымалдау

реакцияларын катализдейтін ферменттер класы. Көбі екікомпонентті, жасушалық ферменттер, тасымалдайтын топтарының ерекшелігіне қарай 8 топқа бөлінеді.

Трансферазалар класы

Слайд 32Аминотрансферазалар амин қышқылдарындағы амин тобын кето қышқылдарына тасымалдап, жаңадан сәйкес амин

қышқылы мен кето қышқыл түзеді. Екікомпонентті, Ко – пиридоксальфосфат (В6 витамині + Н3РО4):

Аминотрансферазалар (трансаминазалар) тобы


Слайд 33Аминотрансферазалар катализдейтін реакцияларды қайта аминдену (трансаминдену) деп атайды, реакциялар –қайтымды.
Аминотрансферазалардың

20 -н астам түрі бар, 2 өкіліне тоқталамыз:
Аланинаминотрансфераза (АЛТ)
Аспартатаминотрансфераза (АСТ)

Слайд 34АЛТ және АСТ органдық арнайылығы бар ферменттер.
Бауыр ауруларында (гепатит, сарғыштану)

қанда АЛТ активтілігі артады.

Миокард инфарктысы кезінде қанда АСТ активтілігі артады.

Сондықтан бұл ферменттерді анықтаудың диагностикалық маңызы бар.

Слайд 35Оксидоредуктазалар – организмдегі тотығу-тотықсыздану реакцияларын катализдейтін ферменттер класы.
Екікомпонентті ферменттер, жасушаларда

кездеседі.
90 тобы бар, негізгі 4 тобын қарастырамыз.

Слайд 36Оксидоредуктазалар

Дегидрогеназалар (аэробты, анааэробты)
Цитохромдар
Каталаза, пероксидазалар
Оксигеназалар




Слайд 37ДГ субстраттан сутегін, гидрид ионын (Н-), электрондарды (е-) бөліп шығару арқылы

тотығу реакцияларын катализдейді.
сутекті (электронды) беруші зат – сутектің (электронның) доноры,
сутекті (электронды) қосып алушы зат – сутектің (электронның) акцепторы.
Реакция барысында Н немесе е- жоғалтқан қосылыс тотығып, қосып алған қосылыс тотықсызданады.

Дегидрогеназалар (ДГ)

Слайд 38ДГ-ң саны 150-ден асады.
Негізгі өкілдері:
Пиридин ферменттері (ПФ);
Флавин ферменттері немесе

флавопротеиндер (ФП).

Слайд 39Пиридин ферменттері (ПФ)
ПФ – екі компонентті ферменттер.
Ко:
никотинамидадениндинуклеотид (НАД)
никотинамидадениндинуклеотидфосфат (НАДФ).
ПФ-нде апофермент

пен кофермент Zn2+ арқылы әлсіз байланысқан.

Слайд 40 ПФ коферменттерінің құрамы:
НАДФ -ң НАД -н айырмашылығы: АМФ –ң құрамындағы рибозаның

2/ ОН тобына фосфор қышқылы қалдығы қосылған.

НАД-ң құрамы:
Никотинамид (РР вит.);
рибоза;
фосфор қышқылы;
АМФ.

Слайд 42ПФ тотыққан және тотықсызданған формада болады.
ПФ – біріншілік ДГ, яғни субстратты

тікелей тотықтырады.
ПФ құрылысы жағынан күрделі болғанымен, іс жүзінде никотинамид қана тотығу-тотықсыздану реакциясына қатысады. Қалған бөлігі реакция барысында коферменттің тұрақтылығын сақтап, реакцияның ақаусыз жүруін қамтамасыз етеді.

Слайд 43Никотинамид субстратты тотықтырады, өзі тотықсызданады, яғни субстраттан бөлінген Н атомын С4

орнына, ал 2е--ды 1-ші орындағы азот ионына қосып алады.
Нәтижесінде никотинамидтегі 3 қос байланыс 2 қос байланысқа, ал азот атомы бейтарап күйге тотықсызданады. Кофермент пен апофермент бөлініп кетеді:

SH2 S
ПФ (НАД) НАДН2 + АпоЕ
тотыққан тотықсызданған


Слайд 45ФП – екікомпонентті,
Ко – флавинмононуклеотид (ФМН) және флавинадениндинуклеотид (ФАД).
Ко-нің

құрамына В2 витамині (рибофлавин) кіреді.
Апофермент пен кофермент берік байланысқан.

Флавин ферменттері немесе флавопротеиндер (ФП).

Слайд 47ФП тотыққан күйінде сары түс береді, сондықтан оларды ХП-ге, соның ішінде

тыныс алу ферменттеріне жатқызады. Тотықсызданған күйде түссізденеді.
ФП-нің тотығу-тотықсыздану потенциалы (ТТП) жоғары, сондықтан олар ПФ-ны тотықтырады, өзі тотықсызданған формаға айналады:
НАДН2 НАД
ФП (ФМН) ФПН2 (ФМНН2)
тотыққан тотықсызданған


Слайд 48
ФП тотықсызданғанда диметилизоаллоксазин сақинасындағы 2 қос байланыстың орнына 1 қос байланыс

түзіледі. Соның нәтижесінде 1ші және 10шы орындардағы азотқа (N1 және N10) сутек атомдары байланысады. Тотықсызданған ФП убихинон арқылы тотығады.

тотыққан (сары) тотықсызданған (түссіз)

Слайд 49Кейбір ФП оттегімен тікелей әрекеттесіп, сутегінің асқын тотығын (Н2О2) түзеді. Реакцияның

сипаты дегидрлену емес, оттегімен тотығу болғандықтан, оларды оксидазалар деп есептеуге болады. Мысалы, ксантиноксидаза, моноаминоксидаза (МАО), диаминоксидаза (ДАО).

Слайд 50Цитохромдар
Цитохромдар деп жасушада және микроорганизмдерде кездесетін, биологиялық тотығу (БТ) тізбегінде электрондарды

тасымалдайтын бір топ ферменттерді айтады. Олар сіңіру спектрінің ерекшелігіне қарай бөлінеді:


Слайд 51Цитохромдар (Цх) – екікомпонентті,
Ко – гем және оның туындылары.
Гемнің

құрамындағы темір ионы ауыспалы валентті, сондықтан олар электронды қосып алып, тотықсызданған күйге (Fe2+) және электронды жоғалтып, тотыққан күйге (Fe3+) айналады.

тотыққан – ферри (Fe3+),
тотықсызданған – ферро (Fe2+).

Слайд 52Каталаза мен пероксидазалар
2Н2О2 →2Н2О + О2

Каталаза
екікомпонентті,
Ко – 4 гем

(Hb геміндей, ерекшелігі Ғе3+). Каталаза жануар организмінде қан құрамында кездеседі, жасушаларды пероксидтік тотығудан қорғайды.

Н2О2 → Н2О + [О]

Пероксидазалар
екікомпонентті,
Ко – 1 гем.
Пероксидаза өсімдік әлемінде кең тараған, жануарлар организмінде лейкоциттерде миелопероксидаза, сүтте лактатпероксидаза бар.

Слайд 53Оксигеназалар – оттегін қосып алушы ферменттер. Цитоплазмада, мембрананың эндотелиалдық жүйесінде, митохондрияларда

және микросомаларда кездеседі.
Гидроксилазалар екікомпонентті, коферментінің құрамында С витамині бар.

Оксигеназалар (Гидроксилазалар) тобы

Слайд 54стероидтар, ксенобиотиктер және басқа да циклді қосылыстардың алмасуында маңызды роль атқарады,


холестерол мен адреналиннің синтезіне қатысады.

Гидроксилазалар моно– және диоксигеназалар болып 2 топшаға бөлінеді.

Гидроксилазалардың ролі:

Слайд 55Оксигеназалар
RH + O2 + HAДФН + Н+→ ROH Н2О + НАДФ+


R

+ О2 → R О2

Монооксигеназалар ксенобиотиктерді залалсыздандырудың бірінші сатысына қатысады. Ол оттектің бір атомын субстратқа, екіншісін суға енгізу реакцияларын катализдейді:

Диоксигеназалар
активті орталығында темір иондарының электрондары арқылы молекулалық оттекті активтендіріп, оны субстратқа тікелей енгізеді:

Слайд 56ӘДЕБИЕТТЕР:
Қазақ тілінде:
1.Северин Е.С. (қазақ тіліне аударған және жауапты редакторы А.Ж.Сейтембетова)

«Биохимия», Мәскеу, 2014.
2. Сеитов З.С. Биологиялық химия, Алматы, 2012 ж.
Сейтембетов Т.С., Төлеуов Б.И., Сейтембетова А.Ж.. Биологиялық химия.-Қарағанды, 2007.
Тапбергенов С.О. Медициналық биохимия.-Павлодар.-2008.
Плешкова С.М. және басқалары Биохимияны студенттердің өздігінен оқып-білуіне арналған оқу құралы
1Бөлім. Белоктар, ферменттер, энергия алмасуы, витаминдер.
2Бөлім. Заттар алмасуы және оның реттелуі.
3Бөлім. Адам ағзасындағы сұйықтықтар мен тіндер биохимиясы.– Алматы, 2009 ж.
6.Биохимия пәнінен студенттердің өздігінен дайындалауына арналған тест сұрақтары – Алматы, 2007

Слайд 57ӘДЕБИЕТТЕР:
Орыс тілінде:

Северин Е,С. «Биохимия», М.: ГЭОТАР-МЕДИА, 2013г.
Сеитов З.С. «Биохимия», Алматы, 2012

г.
Harper's Illustrated Biochemistry, 29e, 2012 y.
Марри Р., Греннер Д., Мейес П., Родуэлл В. Биохимия человека. 2003 г.
Кольман Я., Рем К-Г. Наглядная биохимия.- М.: Мир, 2004 г.
Шарманов Т.Ш., Плешкова С.М. «Метаболические основы питания с курсом общей биохимии», г. Алматы, 1998г.

Слайд 58НАЗАРЛАРЫҢЫЗҒА
РАХМЕТ!

Похожие презентации

Природные источники углеводородов и их переработка 558
Газообразные вещества 414
Органическая химия. Химические свойства и типы реакций. (9 класс) 346
Алкадиены. Состав и строение 377
Химические элементы азот и фосфор 512
Растворы 469

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое ThePresentation.ru?

Это сайт презентаций, докладов, проектов, шаблонов в формате PowerPoint. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами с другими пользователями.

Для правообладателей

Яндекс.Метрика