Но не о тех, которые помогают выводить пятна с нашей одежды, а о тех, которые находятся внутри каждого из нас, и без которых наша жизнь просто немыслима.

Немного истории
Само слово «фермент» происходит от латинского «ферментум», что означает «брожение» или «закваска». Иногда используется и другое название - энзимы, взятое уже из греческого языка (en zyme означает «в дрожжах»).
Уже сами названия говорят о давности знакомства человечества с ферментами, без которых немыслим хлеб, вино и сыр. Однако только в 1897 году было доказано, что для сбраживания сахара в спирт не требуются живые микроорганизмы дрожжей, а вполне можно обойтись соком дрожжевой культуры с удаленными клетками.

Таким образом, было установлено, что брожение вызывают именно вещества, а не «существа», как полагал великий Пастер.
К настоящему времени известно более 2 тысяч ферментов. В человеческом организме их обнаружены сотни. Их основными свойствами являются фантастическое ускорение химических реакций (в миллионы и миллиарды раз) и поразительная специфичность - умение ускорять именно данный конкретный процесс, и никакой другой. То есть фермент подходит только для «своего» вещества, как «ключ к замку», и это даже не метафора, а вполне официальный термин.
Без ферментов жизнь невозможна, эти вещества принимают самое деятельное участие в протекании практически всех биохимических процессов в организме, осуществляют обмен веществ. Кусочек шоколада уже во рту обрабатывается слюной и встречается с ферментом амилазой, которая разлагает сахар на глюкозу и фруктозу. В желудочном соке содержатся пепсин, ренин, липаза и другие ферменты, расщепляющие белки, жиры и прочее на легкоусвояемые вещества. Пищеварение в тонком кишечнике осуществляется с участием ферментов поджелудочной железы и тонкого кишечника, которых насчитывается более 20. Среди них энтерокиназа, лактаза, амилаза, сахараза, пептидазы, фосфатазы, нуклеаза, липаза и многие другие.
Слюна кровососущих насекомых (типа наших комаров) придумана природой еще хитрее - в ней содержится фермент, предотвращающий свертывание крови жертвы и закупоривание отверстия, проделанного в коже летучей тварью.

Недостаточность ферментов
У многих людей встречается недостаточность пищеварительных ферментов, которая вызывает непереносимость некоторых пищевых продуктов и пищевую несовместимость. Это может быть как врожденное, так и приобретенное явление. Врожденная недостаточность ферментов передается по наследству и является генетической особенностью организма. Приобретенная возникает в результате воздействия неблагоприятных факторов окружающей среды или перенесенных заболеваний.
Согласно статистике, дефицитом тех или иных ферментов страдают около 20% людей.
Недостаток ферментов вызывает появление специфических заболеваний. Например, генетически обусловленная недостаточность фермента лактазы приводит к непереносимости молока из-за содержания в нем молочного сахара, лактозы. Обратите внимание - фермент лактаза предназначен для перерабатывания лактозы. Названия большинства ферментов так и устроены - берется основа названия вещества, на которое он действует, и прибавляется -аза.
Отсутствие фермента, действующего на аминокислоту фенилаланин, приводит к накоплению этого вещества в крови и появлению тяжелого заболевания - фенилкетонурия, по симптомам напоминающего слабоумие. Современный заменитель сахара аспартам содержит данную аминокислоту и поэтому не может использоваться такими больными, об этом всегда предупреждают этикетки напитков и жевательной резинки с аспартамом.
А пониженным содержанием у некоторых народностей Севера фермента алкогольдегидрогеназы, перерабатывающей этиловый спирт, часто объясняют быстрое возникновение алкоголизма у этих оленеводов и рыболовов.
В результате недостаточности определенных пищеварительных ферментов некоторая пища в кишечнике не расщепляется до уровня средних и мелких молекул. Большие частички пищи, находясь в просвете тонкого кишечника, подвергаются гниению и брожению за счет микроорганизмов. Это создает благоприятные условия для развития воспаления, а затем и интоксикации. Продукты гниения и брожения оказывают повреждающее действие на клетки кишечника, а всасываясь в кровь, вызывают общую интоксикацию организма и ослабляют иммунную систему. Это проявляется в повышенной утомляемости, слабости, нарушении обмена веществ, раздражительности, головных болях, бледности, бессоннице.

Симптомы ферментной недостаточности
Вот некоторые симптомы, которые могут наблюдаться при недостаточности пищеварительных ферментов и непереносимости некоторых продуктов:
постоянная прибавка в весе;
* хроническая усталость;
* раздражительность;
* сонливость после еды;
* дефицит веса;
* головные боли (не связанные с простудой);
* мышечные боли (не связанные с простудой или физическими нагрузками);
* боли в суставах (не связанные с простудой или физическими нагрузками);
* темные круги под глазами;
* мешки под глазами;
* угревая сыпь;
* кожная сыпь;
* запоры;
* поносы;
* чувство дискомфорта в животе;
* изжога, отрыжка;
* заложенность носа (не связанная с простудой);
* отеки.
Дефицит ферментов может сочетаться с такими заболеваниями как болезнь Крона, язвенный колит, экзема, астма, хроническая диарея (понос) и другими.

Ферменты в аптеке
К сожалению, наука еще только подбирается к созданию лекарств или технологий, которые могли бы способствовать восстановлению необходимого человеку количества ферментов типа лактазы или алкогольдегидрогеназы. Но вот помочь организму, например, в пищеварении уже вполне возможно. Для этого всего лишь следует принимать определенные лекарства, которые продаются без рецепта. Типичным средством такого рода стал мезим, представляющий собой смесь ферментов липазы, амилазы и протеазы, обеспечивающих расщепление и всасывание жиров, белков и углеводов, так что никакие вещества пищи не окажутся непереваренными. Этот известный препарат за границей многие принимают просто после обеда на всякий случай. Выпускаются и другие аналогичные препараты. Наиболее известные из них фестал, панзинорм другие.

Ферменты в стиральной машине
В последние годы ферменты стали составной частью современных стиральных порошков. В составе порошка они выполняют те же действия, которые осуществляют в нашем организме: расщепляют жиры, белки и другие вещества, то есть удалять пятна майонеза и вина, яиц и крови, краску и пот. Стиральные порошки с ферментами действительно лучше отстирывают пятна, но только при температуре не выше 50ºС (ферменты не выдерживают высокой температуры).

Олимпиадные задания для 9 класса

Задание А.Выберите один ответ их четырёх предложенных

1. Дыхательный центр у человека расположен в

а) продолговатом мозге

б) промежуточном мозге

в) коре больших полушарий

г) среднем мозге

1. Для свертывания крови необходимы помимо прочего

а) ионы железа

б) ионы натрия

в) аскорбиновая кислота

г) ионы кальция

3.В обмене углеводов в организме не участвует

а) адреналин

б) инсулин

в) глюкагон

г) гастрин

4.Большинство животных пустыни могут обходиться без воды. Источником влаги для грызунов, пресмыкающихся, некоторых крупных млекопитающих (например, верблюдов) может служить

а) химические реакции в клетках, происходящие с белками

б) преобразование углеводов

в) окисление жира

г) снижение уровня обмена веществ

5.В составе белков человеческого организма встречается различных аминокислот

а) 20

6) 22

в) больше 20, но меньше 64

г) 64

6.Вирус СПИДа поражает

а) Т-лимфоциты

б) В - лимфоциты

в) антигены

г) все виды лимфоцитов

7.У человека не встречается фермент

а) ДНК - полимераза

б) гексокиназа

в) хитиназа

г) АТФ - синтетаза

8. При голоде или во время зимней спячки запасы энергетических субстратов расходуются в следующем порядке

а) жиры - белки - углеводы

б) жиры - углеводы - белки

в) углеводы - жиры - белки

г) белки - углеводы – жиры

9.Организм человека согревается в основном за счет

а) метаболизма

б) мышечной дрожи

в) потоотделения

г) теплой одежды

10.Максимальная скорость распространения нервного импульса

а) 30 м/сек

б) 60 м/сек

в) 120 м/сек

г) 240 м/сек

Задание Б.Выберите правильные суждения

1.У жуков, живущих в воде, развито жаберное дыхание.

2. Водорослями называются любые растения, обитающие в воде.

3.Вышедшие из куколок насекомые растут и по мере роста линяют.

4. У бактерий есть рибосомы.

5.Желчь не содержит пищеварительных ферментов, а служит для эмульгирования жиров.

6.У земноводных продуктом выделения является мочевина.

7. В состав центральной нервной системы входят головной мозг и нервы.

8. Гемоглобин - это белок, который приносит кислород ко всем органам и тканям, а гемоцианин - белок, который выводит из организма углекислый газ.

9.С поглощением энергии происходит ферментативное расщепление питательных веществ

10.Наибольшее количество АТФ содержится в поперечнополосатых мышцах.

11.При прорастании семена поглощают углекислый газ и выделяют кислород

12. Для грибов характерно гетеротрофное питание

13. У мелких птиц частота дыхания ниже, чем у крупных

14. В клетках бактерий двойной набор хромосом.

15.Белки состоят из аминокислот.

Задание В.

1. Установите соответствие между органическим соединением (А – Д) и выполняемой им функцией (1 – 5).
   

Задание Г. Ответьте на вопросы

1.К какой ткани относятся клетки, изображённые на рисунке? 2.Как называются эти клетки? 3.Назовите органы, состоящие преимущественно из этой ткани. 4.Назовите свойства этой ткани. 5.Какие функции выполняют эти клетки?

6.Какую роль играют эти клетки в сердце, спинном мозге, глазу?

Задание Д.

Большинство водорослей зеленого цвета, однако, глубоководные водоросли – красные. Дайте объяснение этому явлению.

Задание Е

Переведите на греческий язык:

1.Струна

2.Совместная жизнь

3.Сам питаюсь

Переведите на латынь:

4.Восстановление

5.Окраска

6.Площадь, пространство.

Задание Ж

Исключить лишнее. Объяснить почему.

1.Адреналин – тироксин – инсулин – тирозин.

2.Зрение – боль – обоняние – слух.

3.Желудочный сок – слюна – кишечный сок – желчь.

Пояснения к выполнению заданий.

Учащиеся общеобразовательных учреждений базового уровня выполняют задания А, Б, В,Г, Д.

В задании Г 6 вопрос выполняется только учащимися профильных классов.

Учащиеся учреждений повышенного уровня обучения выполняют задания А, Б. В, Г, Д, Е, Ж.

Ключи к проверке заданий.

Задание А.

Задание Б.

Правильные ответы: 4.5,6,10,12,15

Задание В.

1.Д 2.В 3.Г 4.А 5.Б.

Задание Г.

Предполагаемый ответ.

1.Нервная ткань. 2.Нервныеклетки, нейроны, нейроциты. 3. Преимущественно из нейронов состоят клетки головного и спинного мозга. Также преимущественно из нейронов состоят нервные узлы. 4.Свойства нервной ткани: возбудимость и проводимость.

5.Функции нервных клеток: восприятие внешних раздражений (рецепторная функция), переработка информации, передача на другие нейроны или различные рабочие органы. Т.Е. нейроны обеспечивают согласованную работу организма.

6. Сердце иннервируют блуждающие и симпатические нервы. Внутри сердца расположены внутрисердечные ганглии, содержащие нервные клетки, передающие импульсы из подходящих к ним волокон блуждающего нерва на миокард и венечные сосуды. В ганглиях сердца имеются и чувствительные (афферентные) нервные клетки, воспринимающие изменения в самом сердце.

Спинной мозг состоит из нервных клеток, которые осуществляют рефлекторную проводниковую функцию. Нервные центры простых рефлексов (сухожильных) находятся в спинном мозге. Также волокна нервных клеток осуществляют проводниковую функцию, связывая отдельные сегменты спинного мозга между собой, а также с головным мозгом.

Глаз - это периферический отдел зрительного анализатора, содержит фоторецепторы, воспринимающие световые сигналы и преобразующие её в нервные импульсы. В глазу берёт своё начало зрительный нерв, передающий сигнал в головной мозг. Также в глазу имеются нервные окончания, регулирующие изменения кривизны хрусталика, величину зрачка. Также нервные клетки участвуют в осуществлении движения самого глаза, век.

Задание Д.

Красный цвет водорослей зависит от особых пигментов, которые встречаются у глубоководных водорослей. Они помогают хлорофиллу, который тоже есть у этих водорослей, осуществлять процесс фотосинтеза. С глубиной толща воды рассеивает свет, и лучи красного цвета не проникают на глубину ниже 250 метров. На глубину проникают только лучи сине-фиолетовой части спектра, которые и улавливаются пигментами красного цвета. Они помогают хлорофиллу осуществлять процесс фотосинтеза.

Задание Е.

1.Хорда. 2.Симбиоз. 3.Автотроф 4. Регенерация 5.Пигментация. 6. Ареал

Задание Ж..

1.Лишнее-тирозин. Остальное гормоны.

2.Боль. Для остальных ощущений имеются специализированные органы чувств.

3.Желчь. Остальные соки содержат пищеварительные ферменты.

Критерии оценки:

Выполнения работы в объёме 91-100% - I место

Выполнения работы в объёме 85-90% II место

Выполнения работы в объёме 75-84% - III место

Выполнения работы в объёме 70- 74% - лауреат.

Максимальное количество баллов следует отвести для оценивания заданий Г и Д.

Неудивительно, что мы встречаемся с ферментами во многих облас­тях биомедицинских наук. Многие болезни (врожденные нарушения ме­таболизма) определяются генетически обусловленными нарушениями синтеза ферментов. При повреждении клеток (вызванном, например, недостатком кровоснабжения или воспалением) некоторые ферменты попадают в плазму крови. Измерение активности таких ферментов обычно используется для диагностики многих распространенных забо­леваний. Диагностическая энзимология является областью медицины, использующей ферменты для диагностики заболеваний и контроля за результатами лечения. Ферменты применяются и в терапии.
Классификация ферментов и их свойства

Уникальный продукт компании «Coral Club International». Он содержит ряд расти­тельных ферментов (протеаза, амилаза, липаза, целлюлаза, сахараза, мальтаза, лактаза), смесь минералов.

Ферменты - это сложные белки, основу которых составляют ами­нокислоты, соединенные пептидными связями. Исходные аминокисло­ты образуются из других белков или синтезируются заново. В клетках всегда должен присутствовать запас свободных аминокислот, иначе не будет протекать синтез белков.

Ферменты являются белковыми катализаторами биохимических реакций, большая часть которых в отсутствие ферментов протекала бы крайне медленно. В отличие от других химических катализаторов (Н-, ОН-, ионы металлов и др.) каждый фермент способен катализировать лишь очень небольшое число реакций, часто только одну. Таким обра­зом, ферменты обладают строгой специфичностью. Они инициируют, ускоряют и завершают процессы метаболизма.

Специфическая ферментативная связь с молекулами и обеспечивает протекание биохимических процессов, таких как синтез, присоедине­ние, распад, трансформация и удвоение органических молекул. Напри­мер, пищеварительные ферменты расщепляют большие органические молекулы на более мелкие части для их дальнейшего метаболизма и вса­сывания в кровь. Другие ферменты ответственны за функцию дыхатель­ной и репродуктивной системы, за зрительное и слуховое восприятие мира, за хранение и реализацию энергии всего организма.

Название ферментов зависит от реакции, которую они катализируют. Например, ферменты, гидролизирующие крахмал (ату1ит), - амилазы; жиры (липос) - липазы; ферменты, способствующие окислению, - оксидазы и т. д… Многие ферменты оказывают каталитическое действие на субстраты1 только в присутствии специфического органического соеди­нения - кофермента. Коферменты способствуют работе самих фермен­тов и протеканию более сложных биохимических процессов.

Как упоминалось выше, активность ферментов имеет специфичес­кий характер. Каждый фермент выполняет свою функцию, и только в определенном месте. Функция фермента определяется расположением его аминокислот и распределением энергии каждого компонента фер­мента. Например, функция нервной системы обусловлена проведением нервного электрического импульса от одной клетки к другой путем пе­редачи заряда через органические соединения, в том числе и ферменты. Сокращение мышц, секреторные функции желез, регуляция темпера­туры и даже процесс мышления зависят от энергии органических со­единений. И самыми главными соединениями, обеспечивающими это, являются ферменты.

Многочисленные лабораторные опыты показали, что создание искус­ственной жизни в пробирке возможно, но поддержать ее без функциони­рования естественно синтезированных ферментов практически нельзя.

Влияние ферментов на человеческий организм

Ферменты используют различные вещества для создания нашего ор­ганизма. Но они могут не только созидать, но и разрушать уже постро­енное. Ферменты - жизненно важная рабочая сила нашего организма. Его жизнедеятельность, включая зачатие, формирование и поддержа­ние здоровья, зависят от работы ферментов.

Исходные белки, углеводы и жиры мы получаем из пищи. Но для их переработки и усвоения необходимы пищеварительные ферменты, ко­торые расщепляют их до простых соединений и способствуют усво­ению необходимых витаминов, микроэлементов и других питательных пли лекарственных веществ.

Для поддержания здоровья организму человека необходимы ежед­невно около 90 различных питательных веществ, Эти питательные ве­щества включают 60 микроэлементов, 16 витаминов, 12 аминокислот и три незаменимые жирные кислоты. Но это далеко неполный перечень необходимых соединений,

Дефицит витаминов и микроэлементов приводит к разрушительным последствиям для всего организма. Организм также недополучит мно­гие жизненно важные соединения, если пища не будет правильно пере­варена и усвоена.

В мировой истории зафиксирован ряд документов, в которых рас­сказано о людях, доживших до 120 лет и более. Сегодня в лабораторных условиях ученые могут поддерживать клетки живыми и здоровыми бес­конечно. Все зависит от поступления питательных веществ и работы ферментов. Возможно, человек способен жить достаточно долго, но по неизвестной пока причине продолжительность жизни людей относи­тельно мала. Может ли быть такой причиной нарушение работы фер­ментов и соответственно усвоения необходимых веществ?

Зависимость здоровья от качества пищи

Для людей основным источником энергии и органических соединений является пища. Она должна содержать определенный набор питательных веществ. Загрязнение окружающей среды ядовитыми и опасными вещес­твами, общее истощение почвы и использование химических удобрений не позволяют выращивать полноценные продукты питания. Это оказыва­ет негативное влияние, как на каждого человека, так и на цивилизацию в целом. Во всем мире отмечаются болезни, связанные с недостатком мик­роэлементов и жизненно важных соединений. Возможности ферментов восстановить нарушенный обмен веществ не безграничны.

Жесткий ультрафиолет, радиация, активные химические вещества и многие другие соединения могут изменить структуру ДНК. Это ведет к изменению свойств ферментов, и в результате они не способны нор­мально функционировать: не защищают от свободных радикалов, чуже­родных организмов и болезней.

При нарушении процесса перекисного окисления липидов образу­ются свободные радикалы. Они вмешиваются во все биохимические реакции, происходящие в клетках, разрушают многие молекулы. При­чиной образования свободных радикалов в клетках является свободный кислород, который окисляет липиды. Защищают организм от свобод­ных радикалов антиоксиданты.

Наиболее известные природные антиоксиданты - витамин Е (токо­ферол), водорастворимые ураты, селен, витамины А, С и предшественник витамина А (бета-каротин). Также в пищевые продукты иногда добавля­ют пропилгаллат, бутилированный гидроксианизол и гидрокситолуол.

Антиоксиданты улучшают циркуляцию крови, подавляют воспали­тельные процессы, способствуют активации коллагена, который под­держивает тонус мышц и придает коже гибкость и эластичность.

Обработка пищи уничтожает ферменты

Наиболее вредным для организма является постоянный дефицит ферментов, поступающих с пищей. Это происходит потому, что основу нашей пищи составляют приготовленные и обработанные продукты.

Кулинарная обработка пищевых продуктов при 118°С окончательно уничтожает все живые ферменты. Их также не содержат полуфабрика­ты. Тепловая обработка пищи не способствует сохранению питательных веществ. Пастеризация, стерилизация, многократное размораживание и замораживание, обработка в микроволновой печи инактивируют фер­менты, нарушая и изменяя их структуру.

Пример из недалекого прошлого. Изначально пища эскимосов состо­яла главным образом из сырой рыбы, сырого мяса, содержащего много белка, и ворвани китов. Многие столетия они питались сырой пищей и не испытывали недостатка в питательных веществах. Они почти никогда не болели. Но современные эскимосы адаптировались к новому образу жиз­ни и употребляют теперь пищу, подвергшуюся кулинарной обработке. У них стали чаще регистрировать повышение кровяного давления, высо­кий уровень холестерина в крови, болезни сердечно-сосудистой систе­мы, отложение камней в почках и другие болезни современных людей.

На нашей планете только человек и его домашние животные упот­ребляют приготовленную пищу. Все дикие животные едят сырую пищу, и, может быть, именно поэтому они не подвержены болезням, которые присущи человеку.

Дефицит ферментов - причина развития многих заболеваний

Под руководством д-ра Фрэнсиса Поттергера (Francis Potterger) в течение 10 лет проводились независимые исследования по воз­действию обработанной пищи на организм кошки. В опытах участвова­ли 900 животных. Половину кошек кормили только свежим мясом и мо­локом, половину - вареным мясом и кипяченым молоком. Животные, которых кормили только сырой пищей, были здоровы, не болели и каж­дый раз приносили здоровых котят.

Кошки другой группы болели чаще. Их котята первого поколения были апатичными и вялыми. У них развивалась аллергия, чаще наблюда­лись инфекционные заболевания, отмечались болезни почек, наруше­ние функций щитовидной железы и сердечно-сосудистой системы. Час­то болели десны.

Котята каждого последующего поколения от кошек, питающихся приготовленной пищей, болели значительно чаще. Большинство кошек третьего поколения не могло дать нормального потомства.

Независимо от видовых различий, будь это человек, собака или кош­ка, употребление обработанной пищи без живых ферментов создает лишнюю нагрузку на организм. Для процесса переваривания ему при­ходится активно производить ферменты, чтобы компенсировать их де­фицит в пище. Отвлекаясь на процесс синтеза дополнительных фермен­тов, организм не вырабатывает других необходимых ему веществ.

Сегодня многие врачи отмечают у детей начальную стадию артрита, сахарного диабета и других болезней, которые несколько лет назад регистрировались лишь у людей в возрасте 50 - 60 лет.

Первыми признаками дефицита ферментов могут являться изжога, метеоризм и отрыжка. Затем может появиться головная боль, желудоч­ные колики, понос, запор, хроническое ожирение, инфекция желудочно-кишечного тракта. Эти симптомы у современных людей встречаются все чаще, и многие полагают, что это нормально. Однако они являются инди­каторами того, что организм не может активно перерабатывать пищу.

Из-за нарушения процесса пищеварения могут возникнуть заболе­вания желудочно-кишечного тракта, печени, поджелудочной железы, желчного пузыря и др.

Болезни органов пищеварения - одна из главных причин госпита­лизации людей. Значительные суммы денег тратятся на хирургичес­кие операции и лечение в больницах. Жалобы на пищеварение - од­на из основных причин выдачи больничных листов и взрослым, и школьникам.

Употребление продуктов, не содержащих ферментов, негативно влияет на каждый этап процесса пищеварения: непосредственно на пищеварение, абсорбцию, ассимиляцию и выведение. Нормальный про­цесс пищеварения свидетельствует о сбалансированном питании.

Анатомические вскрытия показывают, что те, кто постоянно питает­ся обработанной пищей, имеют поджелудочную железу увеличенных размеров, находящуюся на грани полного разрушения. При таком пита­нии поджелудочная Железа ежедневно на протяжении всей жизни должна усиленно вырабатывать пищеварительные ферменты.

Постепенный износ поджелудочной железы и других пищевари­тельных органов не способствует их нормальному функционированию и соответственно не происходит усвоения необходимых питательных веществ. Это приводит к различным болезням как пищеварительных, так и других органов.

Кровь под микроскопом

Многие ферменты работают «мусорщиками», разлагая вредные ве­щества, выводя их из Организма и предотвращая всасывание в кровь.

Ферменты лейкоцитов способствуют уничтожению в крови чуже­родных организмов и веществ, вызывающих болезни. Во время болезни или развития инфекции лейкоциты активизируют свою деятельность.

Отмечено, что за первые полчаса после приема приготовленной пи­щи количество лейкоцитов в крови резко увеличивается. Это свиде­тельствует о том, что во время еды иммунная система находится в посто­янном напряжении. При употреблении сырой пищи такого роста количества лейкоцитов не наблюдается.

Молекулы плохо переваренных белков и жиров легко всасываются в кровь, но их дальнейшего внутриклеточного усвоения не происходит из-за большого размера таких молекул. Такие полупереваренные моле­кулы называются «подвижным иммунным комплексом».

АССИМИЛЯТОР

Уникальный продукт компании «Coral Club International», который производится в Канаде. Он содержит ряд расти­тельных ферментов (протеаза, амилаза, липаза, целлюлаза, сахараза, мальтаза, лактаза), смесь минералов.

Способствует усвоению обработанной, пережаренной пищи и белков, снижает вероятность появления аллергических реак­ций, способствует растворению холестериновых бляшек и так называе­мого «плохого жира» (низкомолекулярные липопротеины), предотвра­щает размножение патогенных бактерий, улучшает состояние при серповидно-клеточной анемии, способствует дроблению и растворе­нию кристаллов мочевой кислоты, снабжает клетки кислородом

Десятки тысяч людей по всему миру увидели действие продукта-Ассимилятор.

Сегодня такая возможность есть и у Вас.

Вы САМИ МОЖЕТЕ В ЭТОМ УБЕДИТЬСЯ, ПРОЙДЯ НА ТЕМНОПОЛЬНОМ МИКРОСКОПЕ (ДИАГНОСТИКА ПО ЖИВОЙ КАПЛЕ КРОВИ)

• skype:talda120
• e-mail: [email protected]

Узнайте больше:

И Ваше тело снаружи и внутри всегда будет в порядке!

Свяжитесь с нами и получите дополнительную информацию

у нашего генерального представителя - Наталья Евгеньевна

• skype:talda120
• e-mail: [email protected]
• по тел. +380509175463, +380975810562

Мы имеем филиалы и предоставляем вам возможность пользоваться этим удивительным продуктом в следующих странах мира:

• Австрия-Вена, Азербайджан-Баку, Армения-Ереван,
• Белоруссия-Минск, Бельгия-Брюссель, Болгария-София,
• Великобритания-Лондон, Венгрия-Будапешт,
• Германия-Берлин, Греция-Афины, Грузия-Тбилиси,
• Израиль-Тель-Авив, Ирландия-Дублин, Испания-Мадрид, Италия-Рим,
• Казахстан-Алма-Ата, Киргизия-Бишкек,
• Латвия-Рига, Литва-Вильниус,
• Молдова-Кишинев, Монголия-Улан-Батор,
• Польша-Варшава, Португалия-Лиссабон,
• Россия-Москва, Румыния-Бухарест,
• Туркмения-Ашхабад,
• Узбекистан-Ташкент, Украина-Киев,
• Финляндия-Хельсинке, Франция-Париж,
• Чехия-Прага,
• Швеция-Стокгольм,
• Эстония-Таллин

Центры в СНГ:

• Абакан, Актобе (Казахстан), Актюбинск, Алматы, Альметьевск (Татарстан), Александрия, Алушта, Алчевск, Анапа, Ангарск, Ангрен (Узбекистан), Артем, Артемовск, Арзамас, Архангельск, Астрахань, Ахтырка,
• Барнаул, Биробиджан, Бишкек, Белая Церковь, Белгород, Белово, Белореченск, Бельцы, Бердичев, Бердянск, Благовещенск, Борисполь, Бровары, Братск, Брянск, Бугульма,
• Васильевка, Васильков, Великий Новгород, Владимир, Владимир-Волынский, Владивосток, Владикавказ, Винница, Вознесенск, Волгоград, Вологда, Воркута, Воронеж, Воткинск,
• Гагарин, Горловка, Горно-Алтайск, Губкинский, Грозный
• Джанкой, Димитров, Днепродзержинск, Днепропетровск, Донецк,
• Евпатория, Екатеринбург, Елабуга, Енакиево, Ереван,
• Желтые Воды, Житомир,
• Закарпатье, Запорожье, Зугрес,
• Ивано-Франковск, Измаил, Изюм, Ижевск, Ильичевск, Иркутск,
• Казань, Калининград, Калуга, Каменец-Подольский, Караганда, Кемерово, Керчь, Киев, Киров, Кировоград, Киселевск, Кишинев, Когалым, Ковель, Комсомольск, Комсомольск-на-Амуре, Конотоп, Константиновка, Коростень, Кострома, Краматорск, Красноармейск, Краснодар, Красноярск, Кременчуг, Кривой Рог, Кропоткин, Купянск, Курахово, Курган, Курск, Кустанай
• Лесозаводск (Приморский край), Липецк, Лисичанск, Луганск, Лубны, Луцк, Львов,
• Магадан, Магнитогорск, Макеевка, Мариуполь, Махачкала, Мелитополь, Миргород, Минусинск, Москва, Мукачево, Мурманск,
• Набережные Челны, Нальчик, Находка, Нежин, Нерюнгри, Нефтеюганск, Нижний Новгород, Нижневартовск, Нижнекамск, Нижний Тагил, Николаев, Никополь, Новая Каховка, Нововолынск, Новоград-Волынский, Новоднестровск, Новокузнецк, Новомосковск, Новосибирск, Ногинск, Норильск, Ноябрьск,
• Обухов, Одесса, Омск, Орел, Оренбург,
• Павлоград, Пенза, Первомайск, Пермь, Петрозаводск, Петропавловск-Камчатский, Пирятин, Полтава, Подольск, Псков, Пятигорск,
• Раменское, Рига, Ровно, Ростов-на-Дону, Рязань,
• Самара, Самарканд (Узбекистан), Саки, Салехард, Санкт-Петербург, Саранск, Саратов, Свердловск, Севастополь, Северск, Северодонецк, Симферополь, Славянск, Смела, Смоленск, Снежное, Сочи, Ставрополь, Старый Оскол, Стрий, Судак, Сумы, Сургут, Сыктывкар,
• Таганрог, Таллин, Тамбов, Ташкент, Тбилиси, Тверь, Тернополь, Терновка, Тикси, Тобольск, Тольятти, Томск, Торез, Трускавец, Тула, Тында, Тюмень,
• Ужгород, Улан-Удэ, Умань, Урай, Уральск, Усолье-Сибирское, Усть-Каменогорск, Уфа,
• Феодосия,
• Хабаровск, Ханты-Мансийск, Харьков, Херсон, Хмельницкий, Хуст,
• Чебоксары, Челябинск, Череповец, Черкассы, Черкесск, Чернигов, Черновцы, Чита,
• Шахтерск, Шостка,
• Щелкино,
• Элиста, Электросталь, Энергодар,
• Южно-Сахалинск, Южноукраинск, Южно-Уральск, Юрга,
• Якутск, Ялта, Ярославль

Продолжение. См. No 5-7/1999, 18, 19, 20, 21/2001

Задания Всероссийских олимпиад по биологии

Раздел II. Задания второго уровня сложности

Тестовые задания с одним правильным ответом (продолжение)

89. Вирус СПИДа поражает:

а – Т-хелперы (лимфоциты) ; б – В-лимфоциты; в – антигены; г – все виды лимфоцитов.

90. При уменьшении содержания кислорода интенсивность гликолиза увеличивается, потому что:

а – в клетке увеличивается концентрация АДФ ; б – в клетке увеличивается концентрация НАД+; в – в клетке увеличивается концентрация АТФ; г – в клетке уменьшается концентрация перекисей и свободных радикалов.

91. Мозг млекопитающих снабжается наиболее богатой кислородом кровью, так как:

а – сонные артерии идут непосредственно от легких; б – сонные артерии ответвляются от артериальной части большого круга кровообращения первыми (т.е. в начале большого круга) ; в – сонные артерии ответвляются от легочных вен, где наибольшее содержание кислорода в крови; г – сонные артерии начинают большой круг кровообращения и получают всю кровь, богатую кислородом.

92. Передача генетического материала от одной бактерии к другой с помощью вирусов называется:

а – транспозиция; б – трансформация; в – трансверсия; г – трансдукция .

93. Рибосомы состоят из:

а – РНК и белков ; б – РНК, белков и липидов; в – липидов и белков; г – РНК, белков, липидов и углеводов.

93. Внутри митохондрии среда:

а – более кислая, чем в цитоплазме; б – более щелочная, чем в цитоплазме ; в – имеет такое же значение рН, что и в цитоплазме; г – иногда более кислая, а иногда более щелочная.

94. Экто-, эндо- и мезодерма развиваются в ткани и органы. Какая из следующих комбинаций правильная?

95. На агар-агаре можно вырастить культуру возбудителей:

а – диабета; б – гриппа; в – малярии; г – дизентерии .

96. Вторичное утолщение стебля типично для:

97. Для всех гельминтов характерно:

а – отсутствие пищеварительной системы; б – отсутствие органов чувств; в – гермафродитизм; г – сильно развитая половая система .

98* . Из перечисленных характеристик, имеющихся у плауна (Lycopodium ), у хвоща (Equisetum ) отсутствуют:

1) споры, имеющие элатеры (пружинки); 2) микролистики (мелкие листочки), способные к фотосинтезу; 3) споролистики, образующие колосок (стробил), имеют треугольно-яйцевидную форму; 4) микролистики, собранные в мутовку.

Выберите правильный ответ:

а – 1, 2; б – 2, 3 ; в – 2, 4; г – 3, 4.

99. Популяция мышей, обитавшая на определенной территории, после постройки канала была разделена на две популяции - А и В. Среда обитания для мышей популяции В осталась без изменений, а среда обитания для популяции А сильно изменилась. Микроэволюция в популяции А, скорее всего, будет проходить:

а – медленнее, чем в популяции В; б – значительно быстрее, чем в популяции В ; в – вначале медленнее,чем в популяции В, затем - с постоянной скоростью; г – вначале медленнее, а потом быстрее.

100. Липидный бислой:

а – непроницаем для Н2О и Na+; б – проницаем для H2О и Na+; в – проницаем для H2O, но непроницаем для Na+ ; г – проницаем для Na+, но непроницаем для Н2О.

101. Из перечисленных признаков у морских актиний и некоторых губок можно найти:

1) псевдоцелом; 2) внутриклеточное пищеварение; 3) радиальная симметрия; 4) гастроваскулярная полость.

Выберите правильный ответ:

а – 1, 2; б – 2, 3 ; в – 4, 4; г – 1, 4.

102. Клетки человека, имеющие жгутик:

а – клетки мышечной ткани; б – эритроциты; в – клетки желез; г – сперматозоиды.

103. Способностью синтезировать антитела обладают:

а – Т-лимфоциты; б – В-лимфоциты ; в – Т- и В-лимфоциты; г – Т- и В-лимфоциты и макрофаги.

104. Если мышам давать дышать воздухом, содержащим изотоп кислорода О18, «меченые» атомы кислорода появятся в молекулах:

а – пирувата; б – диоксида углерода; в – ацетил-КоА; г – воды .

105. В генетическом фонде с одинаковой пропорцией доминантных и рецессивных генотипов абсолютный отбор, направленный против рецессивных фенотипов в каждом поколении, приведет к:

а – незначительным отличиям в пропорции генотипов; б – понижению в пропорции рецессивных генотипов ; в – исчезновению рецессивных генотипов; г – повышению числа гетерозигот.

106. Какое из следующих положений неверно?

а – фосфорилирование АДФ происходит на тилакоидной мембране; б – АТФ синтезируется, когда протоны диффундируют через АТФ-синтетазу; в – АТФ потребляется в процессе темновой фазы фотосинтеза; г – НАДФЧН и АТФ образуются в фотосистеме II.

107. Какой фермент не встречается у человека?

а – ДНК-полимераза; б – гексокиназа; в – хитиназа ; г – АТФ-синтетаза.

108. Изъятие травоядных животных из экосистемы природного пастбища вызовет: 1) повышение интенсивности конкуренции растений; 2) понижение интенсивности конкуренции растений; 3) увеличение разнообразия видов растений; 4) уменьшение разнообразия видов растений. Выберите правильный ответ:

а – 1, 3; б –1, 4 ; в –2, 3; г – 2, 4.

109. Непосредственным источником энергии, обеспечивающим повышение количества АТФ в митохондриях животных, является:

а – перенос фосфатных групп из продуктов распада глюкозы на АДФ; б – движение ионов водорода через специфическую мембрану ; в – расщепление глюкозы до двух молекул пировиноградной кислоты; г – движение электронов по электронно-транспортной цепи.

110. Клетки семени, запасающие питательные вещества для зародыша:

а – гаплоидны у голосеменных, триплоидны у покрытосеменных ; б – диплоидны у голосеменных, триплоидны у покрытосеменных; в – диплоидны у голосеменных, диплоидны у покрытосеменных; г – гаплоидны у голосеменных, диплоидны у покрытосеменных.

111*. Из клубня картофеля вырезали два цилиндра (Ц1 и Ц2). Первый цилиндр (Ц1) поместили на 1 ч в дистиллированную воду, а второй – (Ц2) помещен на то же время в солевой раствор, концентрация которого равна концентрации картофельного сока. Будут ли размеры обработанных цилиндров соответствовать своим первоначальным размерам?

а – у Ц1 не соответствует, а Ц2 - соответствует ; б – у Ц1 не соответствует и у Ц2 не соответствует; в – у Ц1 соответствует и у Ц2 соответствует; г – у Ц1 соответствует, а у Ц2 - не соответствует.

112. Клетки коры надпочечников производят гормоны, структура которых подобна:

а – гемоглобину; б – холестерину ; в – тирозину; г – адреналину.

113. Одним из наиболее негативных результатов чрезмерного использования антибиотиков является:

а – адаптация лечимой особи к повышающейся концентрации лекарства; б – стимуляция выработки антител; в – появление бактериальных штаммов, устойчивых к антибиотикам ; г – повышение частоты мутаций в организме.

114. Главная роль АТФ в возбудимости нервных клеток состоит в:

а – ингибировании движения Na+ и К+ сквозь мембрану; б – повышении потенциала действия, когда он уже сформирован; в – деполяризации мембраны; г – поддержании потенциала покоя.

115. Какая из характеристик типична как для голосеменных, так и для покрытосеменных растений?

а – споролистики дифференцируются у плодолистика и рыльца; б – наличие гаплоидного эндосперма и сосудистых тканей с трахеидами; в – наличие гетероспор и мужских гамет без жгутиков ; г – изогамия и опыление ветром.

116. Определенный вид гриба не может перерабатывать крахмал в определенной культуральной среде. Возможными причинами этого явления могут быть:

1) этот гриб не секретирует амилазу;
2) амилаза в мицелии гриба не образуется;
3) есть какое-то вещество, препятствующее переработке крахмала;
4) питательными веществами для этого гриба могут служить только углеводы.

Выберите правильный ответ.

а – только 1 и 2; б – только 3 и 4; в – 1, 2, 3 ; г – 2, 3, 4.

117. Мальчик болен синдромом Дауна. Какой была комбинация гамет при оплодотворении?

Набор хромосом в гаметах:

1) (23+х);
2) (21+у);
3) (22+хх);
4) (22+у).

Выберите правильный ответ:

а – 1 и 2; б – 1 и 3; в – 3 и 4.

118*. Под микроскопом было обнаружено в среднем до 50-ти дрожжевых клеток на единицу площади. Через 4 часа культуру разбавили в 10 раз и приготовили новый препарат для микроскопирования. Каково было среднее время между делениями клеток, если под микроскопом на единицу площади наблюдалось в среднем 80 клеток?

а – 1/4 часа; б – 1/2 часа; в – 1 час ; г – 2 часа.

119. Через сколько мембран должны проходить молекулы из внутреннего пространства тилакоида хлоропласта к митохондриальному матриксу той же клетки?

а – 3; б – 5 ; в – 7; г – 9.

120. Вещества могут быть перемещены через мембрану против градиентов их концентраций, потому что:

а – некоторые мембранные белки являются АТФ-зависимыми переносчиками ; б – некоторые мембранные белки работают как каналы, через которые специфические молекулы могут входить в клетку; в – липидный двойной слой является проницаемым для многих малых молекул; г – липидный двойной слой является гидрофобным.

121. Какое из следующих выражений является правильным для клеточных РНК?

а – (G+С) = (А+U); б – (G+С) = (С+U); в – (G+С) = (А+G); г – ни одно из вышеприведенных.

122. Подходящий вектор для введения ДНК внутрь генома человеческой клетки будет:

а – Ti-плазмида; б – фаг; в – ретровирус ; г – все вышеприведенные.

123. В расхождении хромосом к полюсам клетки во время митоза участвуют:

а – микрофиламенты; б – микротрубочки ; в – микротрубочки и микрофиламенты; г – промежуточные филаменты.

124. Какая из следующих характеристик общая для пресмыкающихся, птиц и млекопитающих?

а – наличие зубов; б – наличие диафрагмы; в – артериальная кровь в сердце полностью отделена от венозной; г – метанефрические почки.

125. Какие гормоны повышают, а какие понижают уровень глюкозы в крови?

126*. Механизм работы жгутиков прокариот и эукариот:

а – одинаков: и те и другие негибкие и «ввинчиваются» в воду, как штопор; б – различен: жгутик прокариот гибкий и бьется, как хлыст, жгутик эукариот негибкий и вращается, как штопор; в – одинаков: и те и другие гибкие и бьются, как хлыст; г – различен: жгутик эукариот гибкий и бьется, как хлыст, а жгутик прокариот твердый и вращается, как штопор.

127. ДНК-полимераза может присоединять новое основание:

а – к 3"-концу растущей цепочки ; б – к 5" -концу растущей цепочки; в – к обоим концам растущей цепочки; г – встраивая его в середину растущей цепочки.

128. Пространство между ядерными мембранами:

а – соединено с полостью эндоплазматической сети ; б – соединено с полостью аппарата Гольджи; в – соединено с наружным, внеклеточным пространством; г – ни с чем не соединено

129. В ядрышке происходят:

а – синтез рибосомальных белков и сборка субъединиц рибосом; б – синтез р-РНК, рибосомальных белков и сборка субъединиц рибосом; в – синтез р-РНК и рибосомальных белков; г – синтез р-РНК и сборка субъединиц рибосом.

Продолжение следует

В клетке любого живого организма протекают миллионы химических реакций. Каждая из них имеет большое значение, поэтому важно поддерживать скорость биологических процессов на высоком уровне. Почти каждая реакция катализируется своим ферментом. Что такое ферменты? Какова их роль в клетке?

Ферменты. Определение

Термин "фермент" происходит от латинского fermentum - закваска. Также они могут называться энзимами от греческого en zyme - "в дрожжах".

Ферменты - биологически активные вещества, поэтому любая реакция, протекающая в клетке, не обходится без их участия. Эти вещества выполняют роль катализаторов. Соответственно, любой фермент обладает двумя основными свойствами:

1) Энзим ускоряет биохимическую реакцию, но при этом не расходуется.

2) Величина константы равновесия не меняется, а лишь ускоряется достижение этого значения.

Ферменты ускоряют биохимические реакции в тысячу, а в некоторых случаях в миллион раз. Это значит, что при отсутствии ферментативного аппарата все внутриклеточные процессы практически остановятся, а сама клетка погибнет. Поэтому роль ферментов как биологически активных веществ велика.

Разнообразие энзимов позволяет разносторонне регулировать метаболизм клетки. В любом каскаде реакций принимает участие множество ферментов различных классов. Биологические катализаторы обладают большой избирательностью благодаря определенной конформации молекулы. Т. к. энзимы в большинстве случаев имеют белковую природу, они находятся в третичной или четвертичной структуре. Объясняется это опять же специфичностью молекулы.

Функции энзимов в клетке

Главная задача фермента - ускорение соответствующей реакции. Любой каскад процессов, начиная с разложения пероксида водорода и заканчивая гликолизом, требует присутствия биологического катализатора.

Правильная работа ферментов достигается высокой специфичностью к определенному субстрату. Это значит, что катализатор может ускорять только определенную реакцию и никакую больше, даже очень похожую. По степени специфичности выделяют следующие группы энзимов:

1) Ферменты с абсолютной специфичностью, когда катализируется только одна-единственная реакция. Например, коллагеназа расщепляет коллаген, а мальтаза расщепляет мальтозу.

2) Ферменты с относительной специфичностью. Сюда входят такие вещества, которые могут катализировать определенный класс реакций, к примеру, гидролитическое расщепление.

Работа биокатализатора начинается с момента присоединения его активного центра к субстрату. При этом говорят о комплементарном взаимодействии наподобие замка и ключа. Здесь имеется в виду полное совпадение формы активного центра с субстратом, что дает возможность ускорять реакцию.

Следующий этап заключается в протекании самой реакции. Ее скорость возрастает благодаря действию ферментативного комплекса. В конечном итоге мы получаем энзим, который связан с продуктами реакции.

Заключительный этап - отсоединение продуктов реакции от фермента, после чего активный центр вновь становится свободным для очередной работы.

Схематично работу фермента на каждом этапе можно записать так:

1) S + E ——> SE

2) SE ——> SP

3) SP ——> S + P , где S - это субстрат, E - фермент, а P - продукт.

Классификация ферментов

В организме человека можно найти огромное количество ферментов. Все знания об их функциях и работе были систематизированы, и в итоге появилась единая классификация, благодаря которой можно легко определить, для чего предназначен тот или иной катализатор. Здесь представлены 6 основных классов энзимов, а также примеры некоторых подгрупп.

1. Оксидоредуктазы.

Ферменты этого класса катализируют окислительно-восстановительные реакции. Всего выделяют 17 подгрупп. Оксидоредуктазы обычно имеют небелковую часть, представленную витамином или гемом.

Среди оксидоредуктаз часто встречаются следующие подгруппы:

а) Дегидрогеназы. Биохимия ферментов-дегидрогеназ заключается в отщеплении атомов водорода и переносе их на другой субстрат. Эта подгруппа чаще всего встречается в реакциях дыхания, фотосинтеза. В составе дегидрогеназ обязательно присутствует кофермент в виде НАД/НАДФ или флавопротеидов ФАД/ФМН. Нередко встречаются ионы металлов. Примерами могут служить такие энзимы, как цитохромредуктазы, пируватдегидрогеназа, изоцитратдегидрогеназа, а также многие ферменты печени (лактатдегидрогеназа, глутаматдегидрогеназа и т. д.).

б) Оксидазы. Ряд ферментов катализирует присоединение кислорода к водороду, в результате чего продуктами реакции могут быть вода или пероксид водорода (H 2 0, H 2 0 2). Примеры ферментов: цитохромоксидаза, тирозиназа.

в) Пероксидазы и каталазы - энзимы, катализирующие распад H 2 O 2 на кислород и воду.

г) Оксигеназы. Эти биокатализаторы ускоряют присоединение кислорода к субстрату. Дофамингидроксилаза - один из примеров таких энзимов.

2. Трансферазы.

Задача ферментов этой группы состоит в переносе радикалов от вещества-донора к веществу-реципиенту.

а) Метилтрансферазы. ДНК-метилтрансферазы - основные ферменты, контролирующие процесс репликации нуклеотидов играет большую роль в регуляции работы нуклеиновой кислоты.

б) Ацилтрансферазы. Энзимы этой подгруппы транспортируют ацильную группу с одной молекулы на другую. Примеры ацилтрансфераз: лецитинхолестеринацилтрансфераза (переносит функциональную группу с жирной кислоты на холестерин), лизофосфатидилхолинацилтрансфераза (ацильная группа переносится на лизофосфатидилхолин).

в) Аминотрансферазы - ферменты, которые участвуют в превращении аминокислот. Примеры ферментов: аланинаминотрансфераза, которая катализирует синтез аланина из пирувата и глутамата путем переноса аминогруппы.

г) Фосфотрансферазы. Ферменты этой подгруппы катализируют присоединение фосфатной группы. Другое название фосфотрансфераз, киназы, встречается намного чаще. Примерами могут служить такие энзимы, как гексокиназы и аспартаткиназы, которые присоединяют фосфорные остатки к гексозам (чаще всего к глюкозе) и к аспарагиновой кислоте соответственно.

3. Гидролазы - класс энзимов, которые катализируют расщепление связей в молекуле с последующим присоединением воды. Вещества, которые относятся к этой группе, - основные ферменты пищеварения.

а) Эстеразы - разрывают эфирные связи. Пример - липазы, которые расщепляют жиры.

б) Гликозидазы. Биохимия ферментов этого ряда заключается в разрушении гликозидных связей полимеров (полисахаридов и олигосахаридов). Примеры: амилаза, сахараза, мальтаза.

в) Пептидазы - энзимы, катализирующие разрушение белков до аминокислот. К пептидазам относятся такие ферменты, как пепсины, трипсин, химотрипсин, карбоиксипептидаза.

г) Амидазы - расщепляют амидные связи. Примеры: аргиназа, уреаза, глутаминаза и т. д. Многие ферменты-амидазы встречаются в

4. Лиазы - ферменты, по функции схожие с гидролазами, однако при расщеплении связей в молекулах не затрачивается вода. Энзимы этого класса всегда имеют в составе небелковую часть, например, в виде витаминов В1 или В6.

а) Декарбоксилазы. Эти ферменты действуют на С-С связь. Примерами могут служить глутаматдекарбоксилаза или пируватдекарбоксилаза.

б) Гидратазы и дегидратазы - ферменты, которые катализируют реакцию расщепления связей С-О.

в) Амидин-лиазы - разрушают С-N связи. Пример: аргининсукцинатлиаза.

г) Р-О лиазы. Такие ферменты, как правило, отщепляют фосфатную группу от вещества-субстрата. Пример: аденилатциклаза.

Биохимия ферментов основана на их строении

Способности каждого энзима определяются индивидуальным, только ему свойственным строением. Любой фермент - это, прежде всего, белок, и его структура и степень сворачивания играют решающую роль в определении его функции.

Для каждого биокатализатора характерно наличие активного центра, который, в свою очередь, делится на несколько самостоятельных функциональных областей:

1) Каталитический центр - это специальная область белка, по которой происходит присоединение фермента к субстрату. В зависимости от конформации белковой молекулы каталитический центр может принимать разнообразную форму, которая должна соответствовать субстрату так же, как замок ключу. Такая сложная структура объясняет то, что находится в третичном или четвертичном состоянии.

2) Адсорбционный центр - выполняет роль «держателя». Здесь в первую очередь происходит связь между молекулой фермента и молекулой-субстратом. Однако связи, которые образует адсорбционный центр, очень слабые, а значит, каталитическая реакция на этом этапе обратима.

3) Аллостерические центры могут располагаться как в активном центре, так и по всей поверхности фермента в целом. Их функция - регулирование работы энзима. Регулирование происходит с помощью молекул-ингибиторов и молекул-активаторов.

Активаторные белки, связываясь с молекулой фермента, ускоряют его работу. Ингибиторы же, напротив, затормаживают каталитическую активность, причем это может происходить двумя способами: либо молекула связывается с аллостерическим центром в области активного центра фермента (конкурентное ингибирование), либо она присоединяется к другой области белка (неконкурентное ингибирование). считается более действенным. Ведь при этом закрывается место для связывания субстрата с ферментом, причем этот процесс возможен только в случае практически полного совпадения формы молекулы ингибитора и активного центра.

Энзим зачастую состоит не только из аминокислот, но и из других органических и неорганических веществ. Соответственно, выделяют апофермент - белковую часть, кофермент - органическую часть, и кофактор - неорганическую часть. Кофермент может быть представлен улгеводами, жирами, нуклеиновыми кислотами, витаминами. В свою очередь, кофактор - это чаще всего вспомогательные ионы металлов. Активность ферментов определяется его строением: дополнительные вещества, входящие в состав, меняют каталитические свойства. Разнообразные виды ферментов - это результат комбинирования всех перечисленных факторов образования комплекса.

Регуляция работы ферментов

Энзимы как биологически активные вещества не всегда необходимы организму. Биохимия ферментов такова, что они могут в случае чрезмерного катализа навредить живой клетке. Для предотвращения пагубного влияния энзимов на организм необходимо каким-то образом регулировать их работу.

Т. к. ферменты имеют белковую природу, они легко разрушаются при высоких температурах. Процесс денатурации обратим, однако он может существенно повлиять на работу веществ.

pH также играет большую роль в регуляции. Наибольшая активность ферментов, как правило, наблюдается при нейтральных значениях pH (7,0-7,2). Также есть энзимы, которые работают только в кислой среде или только в щелочной. Так, в клеточных лизосомах поддерживается низкий pH, при котором активность гидролитических ферментов максимальна. В случае их случайного попадания в цитоплазму, где среда уже ближе к нейтральной, их активность снизится. Такая защита от «самопоедания» основана на особенностях работы гидролаз.

Стоит упомянуть о значении кофермента и кофактора в составе ферментов. Наличие витаминов или ионов металла существенно влияет на функционирование некоторых специфических энзимов.

Номенклатура ферментов

Все ферменты организма принято называть в зависимости от их принадлежности к какому-либо из классов, а также по субстрату, с которым они вступают в реакцию. Иногда по используют в названии не один, а два субстрата.

Примеры названия некоторых энзимов:

1. Ферменты печени: лактат-дегидроген-аза, глутамат-дегидроген-аза.
2. Полное систематическое название фермента: лактат-НАД+-оксидоредукт-аза.

Сохранились и тривиальные названия, которые не придерживаются правил номенклатуры. Примерами являются пищеварительные ферменты: трипсин, химотрипсин, пепсин.

Процесс синтеза ферментов

Функции ферментов определяются еще на генетическом уровне. Т. к. молекула по большому счету - белок, то и ее синтез в точности повторяет процессы транскрипции и трансляции.

Синтез ферментов происходит по следующей схеме. Вначале с ДНК считывается информация о нужном энзиме, в результате чего образуется мРНК. Матричная РНК кодирует все аминокислоты, которые входят в состав энзима. Регуляция ферментов может происходить и на уровне ДНК: если продукта катализируемой реакции достаточно, транскрипция гена прекращается и наоборот, если возникла потребность в продукте, активизируется процесс транскрипции.

После того как мРНК вышла в цитоплазму клетки, начинается следующий этап - трансляция. На рибосомах эндоплазматической сети синтезируется первичная цепочка, состоящая из аминокислот, соединенных пептидными связями. Однако молекула белка в первичной структуре еще не может выполнять свои ферментативные функции.

Активность ферментов зависит от структуры белка. На той же ЭПС происходит скручивание протеина, в результате чего образуются сначала вторичная, а потом третичная структуры. Синтез некоторых ферментов останавливается уже на этом этапе, однако для активизации каталитической активности зачастую необходимо присоединение кофермента и кофактора.

В определенных областях эндоплазматической сети происходит присоединение органических составляющих энзима: моносахаридов, нуклеиновых кислот, жиров, витаминов. Некоторые ферменты не могут работать без наличия кофермента.

Кофактор играет решающую роль в образовании Некоторые функции ферментов доступны только при достижении белком доменной организации. Поэтому для них очень важно наличие четвертичной структуры, в которой соединяющим звеном между несколькими глобулами белка является ион металла.

Множественные формы ферментов

Встречаются ситуации, когда необходимо наличие нескольких энзимов, катализирующих одну и ту же реакцию, но отличающихся друг от друга по каким-либо параметрам. Например, фермент может работать при 20 градусах, однако при 0 градусов он уже не сможет выполнять свои функции. Что делать в подобной ситуации живому организму при низких температурах среды?

Эта проблема легко решается наличием сразу нескольких ферментов, катализирующих одну и ту же реакцию, но работающих в разных условиях. Существуют два типа множественных форм энзимов:

1. Изоферменты. Такие белки кодируются разными генами, состоят из разных аминокислот, однако катализируют одну и ту же реакцию.
2. Истинные множественные формы. Эти белки транскрибируются с одного и того же гена, однако на рибосомах происходит модификация пептидов. На выходе получают несколько форм одного и того же фермента.

В результате первый тип множественных форм сформирован на генетическом уровне, когда второй - на посттрансляционном.

Значение ферментов

В медицине сводится к выпуску новых лекарственных средств, в составе которых вещества уже находятся в нужных количествах. Ученые еще не нашли способ стимулирования синтеза недостающих энзимов в организме, однако сегодня широко распространены препараты, которые могут на время восполнить их недостаток.

Различные ферменты в клетке катализируют большое количество реакций, связанных с поддержанием жизнедеятельности. Одними из таких энизмов являются представители группы нуклеаз: эндонуклеазы и экзонуклеазы. Их работа заключается в поддержании постоянного уровня нуклеиновых кислот в клетке, удалении поврежденных ДНК и РНК.

Не стоит забывать о таком явлении, как свертывание крови. Являясь эффективной мерой защиты, данный процесс находится под контролем ряда ферментов. Главным из них является тромбин, который переводит неактивный белок фибриноген в активный фибрин. Его нити создают своеобразную сеть, которая закупоривает место повреждения сосуда, тем самым препятствуя излишней кровопотере.

Ферменты используются в виноделии, пивоварении, получении многих кисломолочных продуктов. Для получения спирта из глюкозы могут использоваться дрожжи, однако для удачного протекания этого процесса достаточно и экстракта из них.

Интересные факты, о которых вы не знали

Все ферменты организма имеют огромную массу - от 5000 до 1000000 Да. Это связано с наличием белка в составе молекулы. Для сравнения: молекулярная масса глюкозы - 180 Да, а углекислого газа - всего 44 Да.

На сегодняшний день открыто более чем 2000 ферментов, которые были обнаружены в клетках различных организмов. Однако большинство из этих веществ до конца еще не изучено.

Активность ферментов используется для получения эффективных стиральных порошков. Здесь энзимы выполняют ту же роль, что и в организме: они разрушают органические вещества, и это свойство помогает в борьбе с пятнами. Рекомендуется использовать подобный стиральный порошок при температуре не выше 50 градусов, иначе может пойти процесс денатурации.

По статистике, 20% людей по всему миру страдает от недостатка какого-либо из ферментов.

О свойствах энзимов знали очень давно, однако только в 1897 году люди поняли, что для сбраживания сахара в спирт можно использовать не сами дрожжи, а экстракт из их клеток.