Локалізація та розподіл ферментних систем у рослинній клітині - Реферат

Актуальність теми: тема вивчається для глибокого розуміння фізіологічних процесів, що протікають в рослинній клітині.Вивчення ферментів почалось з дослідження головним чином двох біологічних процесів - перетравлення їжі тваринами та бродіння цукру з утворенням спирту під дією дріжджів. Введений термін «діастаза» застосовували протягом деякого часу в якості загальної назви для усіх ферментів. Звідси і виникло поняття фермент (від латинського fermentum - бродіння, закваска). Бертло вважав, що цей процес обумовлюється утворенням каталізаторів (ферментів) живими клітинами дріжджів. Кюне запропонував назву «ензим» (від грецького - в «заквасці») не тільки для активного начала дріжджів, а й для інших ферментів.В ранніх дослідженнях було отримано багато доказів того, що ферменти - це білки. Як і всі білки, ферменти синтезуються у вигляді лінійного ланцюжка амінокислот , який згортається певним чином. Щоб каталізувати реакцію, фермент повинен звязатися з одним або кількома субстратами. У деяких ферментів присутні також ділянки звязування малих молекул, що не беруть безпосередньої участі в реакції і часто, але не обовязково, є субстратами або продуктами метаболічного шляху, в який входить фермент. Вони зменшують або збільшують активність ферменту, що створює можливість для зворотного звязку або регуляції роботи ферменту.Для активних центрів деяких ферментів характерне явище кооперативності .Ферменти є біологічними каталізаторами , вони присутні у всіх живих клітинах і сприяють перетворенню одних речовин (субстратів ) на інші (продукти). Ферменти виступають в ролі каталізаторів практично у всіх біохімічних реакціях, що відбуваються в живих організмах - ними каталізується біля 4000 хімічно окремих біореакцій.Комісія по ферментам у 1961 році розробила засновану на класифікації систему присвоєння кодових чисел (шифрів) індивідуальним ферментам. КФ 1: Оксидоредуктази - ферменти, що каталізують окислення або відновлення . КФ 4: Ліази - ферменти, що каталізують розрив хімічних звязків без гідролізу з утворенням подвійного звязку в одному з продуктів. КФ 6: Лігази - ферменти, що каталізують утворення хімічних звязків між субстратами за рахунок гідролізу АТФ . Зазвичай ферменти іменують за типом реакції, яку він каталізує, додаючи суфікс-аза до назви субстрату (наприклад лактаза - фермент, що бере участь в перетворенні лактози ).Ферменти характеризуються специфічністю, зєднуючись із субстратом, вони утворюють короткоживучий фермент - субстратний комплекс, який по закінченні реакції розпадається на продукти реакції та фермент. Фермент в реакції не змінюється. Лише в разі порушення нормального перебігу реакції (під впливом інгібіторів або активаторів, при затримці пересування молекул субстрату до молекул ферменту) спостерігається відхилення від загальної закономірності. Якщо один з цих шляхів пригнічується з допомогою KCN-ціанідів, що блокують цитохромоксидазу, то інший шлях не блокується ціанідом, а тому його називають ціанід резистентним ланцюгом перенесення електронів. В нормальному ланцюгу електрони поступово переносяться через ФП, цитохроми b-і с-типу та цитохромоксидазу до О2, тоді як в ціанід резистентному ланцюгу електрони переносяться від убіхінону на ФП, а потім через ціанідрезистентну термінальну оксидазу теж на О2.Команді учених із США і Ізраїлю вдалося створити ферменти, що прискорюють реакцію, для якої в природі не існує природного каталізатора. Щоб досягти максимальної ефективності нового ферменту, дослідники імітували in vitro процес його "еволюції". У своїй роботі учені задалися метою створити фермент, який каталізував би реакцію відщеплення протона, повязаного з вуглецем. На першій стадії експерименту дослідники визначили структуру активного центру майбутнього фермента. Фахівці з відділу структурної біології Інституту Вайсмана визначили тривимірну структуру одного з трьох ферментів.Пізніше було введено термін «ензим» вченим В.Кюне. Ферменти є каталізаторами усіх хімічних реакцій в рослинній клітині. Ферменти широко використовуються і в народному господарстві - харчовій, текстильній промисловості, у фармакології. Для того, щоб не розгубитися у великій кількості назв ферментів, потрібно знати принципи їх класифікації. У рефераті подано сучасну систему класифікації ферментів.

План

Вступ

1 Історія дослідження ферментів

2 Структура і механізм дії ферментів

3 Функції ферментів

4 Класифікація ферментів

5 Локалізація ферментів у клітині

6 Створення нових ферментів

Висновки

Список літератури

Дослідження ферментів почалось у 19 столітті. Пізніше було введено термін «ензим» вченим В.Кюне. Ферменти за хімічною природою є білками. Ферменти є каталізаторами усіх хімічних реакцій в рослинній клітині. Ферменти широко використовуються і в народному господарстві - харчовій, текстильній промисловості, у фармакології. Одна з найбільш характерних властивостей ферментів - це їх специфічність, в міру якої кожен фермент діє тільки на одну речовину або дуже невелику кількість споріднених речовин. Специфічність дії ферментів - найважливіше біологічне явище, без якого неможливий впорядкований обмін у живій природі, відповідно і саме життя.

Сьогодні наука стрімко розвивається. Вчені виявляють нові ферменти, які досі були невідомі. Для того, щоб не розгубитися у великій кількості назв ферментів, потрібно знати принципи їх класифікації. У рефераті подано сучасну систему класифікації ферментів. Усі ферменти поділяють на шість головних класів.

Рослинна клітина багата на ферменти. Вони локалізовані в органелах рослинної клітини і каталізують життєво важливі процеси. Проте вчені пішли далі і створили штучні ферменти, які каталізують реакції, для яких в природі не існує каталізаторів.

1. Гудвин Т., Мерсер Э. Введение в биохимию растений, т.1. - М.: Мир, 1986. - С. 387

2. Диксон М., Уэбб Э. Ферменты, т.1. - М.: Мир, 1982. - С. 331-333, 292-294

3. Мосс Ф. Ферменты. - М.: Мир, 1970. - С. 10-13, 57-62.

4. Мусієнко М.М. Фізіологія рослин. - К.: Вища школа, 1995. - С. 33-34, 186-187

5. http://sciencereview.org

6. http://uk.wikipedia.org