Любой живой организм — это совершенная система, в которой буквально каждую минуту происходят какие-то химические реакции. И эти процессы не обходятся без участия ферментов. Так что такое ферменты? Какова их роль в жизнедеятельности организма? Из чего они состоят? Каков механизм их воздействия? Ниже будут представлены ответы на все эти вопросы.
Что такое ферменты?
Ферменты, или, как их еще называют, энзимы, представляют собой белковые комплексы. Это биологически активные вещества, которые выполняют роль катализаторов химических реакций. На самом деле роль ферментов переоценить трудно, ведь без них не обходится ни один процесс в живой клетке и всем организме.
Сам термин «фермент» был предложен в 17 веке известным химиком Гельмонтом. И хотя великие ученые того времени понимали, что мясо переваривается при наличии желудочного сока, а крахмал под воздействием слюны распадается до простых сахаров, никто не знал, чем именно обусловлены подобные процессы. Но уже в начале 19 века Кирхгоф впервые выделил фермент слюны - амилазу. Несколькими годами позже был описан желудочный пепсин. С тех пор наука энзимология начала активно развиваться.
Что такое ферменты? Свойства и механизм действия
Для начала стоит отметить, что все ферменты являются либо белками в чистом виде, либо протеиновыми комплексами. На сегодняшний день расшифрована аминокислотная последовательность большинства ферментов человеческого организма.
Главное свойство энзимов — это высокая специфичность. Каждый фермент может катализировать только один тип реакции. Например, протеолитические ферменты могут лишь расщеплять связи между аминокислотными остатками белковой молекулы. Иногда на один субстрат (объект воздействия фермента) может влиять сразу несколько сходных по структуре энзимов.
Но фермент может быть специфичным не только по отношению к реакции, но и по отношению к субстрату. Наиболее часто встречается групповая специфичность энзимов. Это значит, что определенный фермент может влиять только на некую группу субстратов, которые имеют схожее строение.
Но иногда встречается так называемая абсолютная специфичность. Это значит, что фермент может связываться с активным центром только одного субстрата. Конечно же, в природе такая специфичность встречается редко. Но для примера можно вспомнить о ферменте уреазе, которая может катализировать только гидролиз мочевины.
Теперь мы выяснили, что такое ферменты. Но ведь эти вещества могут быть совершенно разными. Поэтому их принято классифицировать.
Классификация ферментов
Современной науке известно более двух тысяч ферментов, но это отнюдь не точное их количество. Для большего удобства их разделяют на шесть основных групп в зависимости от катализируемой реакции.
- Оксидоредуктазы — группа ферментов, которые участвуют в окислительно-восстановительных реакциях. Как правило, они выступают либо донорами, либо акцепторами электронов и ионов водорода. Эти ферменты очень важны, так как участвуют в процессах клеточного обмена веществ и митохондриального дыхания.
- Трансферазы — ферменты, которые занимаются переносом атомных групп от одного субстрата к другому. Участвуют в промежуточном обмене веществ.
- Лиазы — такие ферменты способны отщеплять от субстрата атомные группы без гидролитической реакции. Как правило, в результате такого процесса образуется молекула воды или углекислого газа.
- Гидролазы — это энзимы, которые катализируют гидролитическое расщепление субстрата с использованием молекулы воды.
- Изомеразы — как свидетельствует название, данные ферменты катализируют переход вещества из одной изомерной формы в другую.
- Лигазы — ферменты, которые катализируют синтетические реакции.
Как видно, ферменты — это очень важные для организма вещества, без которых процессы жизнедеятельности просто невозможны.
