Ферменты
тромбоциты (кровяные пластинки). Плазма представляет собой сложный раствор
многих веществ, в том числе самых разнообразных белков. Из белков плазмы
для нас сейчас особый интерес представляет один – фибриноген. Пока кровь
течёт по кровеносным сосудам, с фибриногеном ничего не происходит. Но стоит
поранить сосуд настолько, чтобы кровь вытекала из него, как фибриноген
очень быстро превращается в другой белок – фибрин. Фибрин, в отличии от
фибриногена, не растворяется в плазме. В виде тонких нитей, переплетённых в
густую сетку, он выпадает в осадок. В этой сетке застревают кровяные клетки
и образуется плотный сгусток – тромб, препятствующий дальнейшему
кровотечению. Превращение фибриногена в фибрин – процесс ферментативный,
катализируемый ферментом тромбином. Тромбин – протеолитический фермент,
подобный трипсину и химотрипсину. Но это фермент очень специфичный. Он
действует только на фибриноген, отщепляя от его молекулы два сравнительно
небольших полипептида. Оставшаяся часть молекулы фибриногена
перестраивается и превращается в нерастворимый фибрин.
(тромбин)
Фибриноген 2 Полипептида + фибрин
Также ферменты играют важную роль во всех проявлениях жизни. Успехи учения
о ферментах внесли весомый вклад в развитие всех направлений человеческой
практики.
Ферменты нашли широкое применение в медицине. Это, прежде всего, изучение
таких болезней причина, которых лежит в недостаточности тех или иных
ферментов. Далее это использование определения активности ферментов в
биологических жидкостях и тканях для диагностики различных заболеваний. И,
наконец, это применение ферментов в качестве лекарственных средств.
Генетически обусловленные нарушения. Время от времени в бесконечно длинных
цепях ДНК, где записаны все инструкции по синтезу белков, вдруг появляются
случайные замены: вместо одного нуклеотида становится другой. Такие замены
называются мутациями. Чаще всего конкретные причины мутации неизвестны. А
последствия их нередко бывают роковыми. Приведем такой пример. Люди
отличаются друг от друга цветом кожи, волос и глаз. Причина этого – разные
пигменты, меланины, синтезируемые из некоторых аминокислот под влиянием
определённых ферментов. Если образование этих пигментов не происходит из -
за отсутствия одного из участвующих в реакции ферментов, возникает
альбинизм – отсутствие окраски. Люди альбиносы имеют очень белые волосы и
светлые глаза. Альбиносы по здоровью не уступают людям с нормальной
окраской. Гораздо более тяжёлым заболеванием, нередко приводящим к гибели
новорождённых, является непереносимость простых углеводов – моносахаридов
(галактозы и фруктозы ). Здесь речь идёт о невозможности нормального обмена
веществ в клетках из- за отсутствия необходимых ферментов. Достаточно
подробно изучены врождённые болезни, связанные с недостатком ферментов,
катализирующих разложение гликогена. В результате нарушения этого процесса
гликоген начинает накапливаться в тканях в избыточном количестве и
препятствует нормальному течению обмена веществ. Такие болезни получили
название гликогенозов. Болезни, связанные с отсутствием витаминов, называют
авитаминозом. Но по существу они являются ферментозами. Давно известна и
когда – то была широко распространена болезнь ''бери – бери ''(сейчас её
называют полиневритом – множественное воспаление нервов, в некоторых
слаборазвитых странах она и теперь встречается нередко). Причина её
отсутствие в пище витамина В1. Этот витамин – тиамин – в соединении с
фосфорной кислотой представляет собой небелковую часть фермента
декарбоксилазы. Декарбоксилаза разрушает карбоксильную группу (- СООН)
некоторых органических кислот, отщепляя от неё углекислоту (СО2). В
отсутствии витамина В1 декарбоксилаза образоваться не может, реакция
прекращается и в нервной ткани наступают нарушения, типичные для
полиневрита: параличи конечностей, боли в мышцах, слабость, контрактуры.
Тяжёлое заболевание – пеллагра – связано с отсутствием в пище витамина РР –
никотиновой кислоты. Упомянем ещё об одном витамине. Он называется
витамином В2, а по химической природе представляет собой довольно сложную
циклическую структуру – рибофлавин. Авитаминоз В2 связан с тяжёлым
поражением кожи лица и глаз. Причина недостаток фермента.
Ферменты также используются в диагностике. Определение активности ферментов
в биологических жидкостях и тканях стало неотъемлемым средством
лабораторной диагностики различных заболеваний. Для диагностических целей
ферментативную активность определяют почти исключительно в крови,
значительно реже в моче и лишь в отдельных случаях в тканях. Не все ткани в
одинаковой мере синтезируют разные ферменты. Для печени, например, типична
высокая активность одних ферментов, для почек или скелетных мышц – других.
Это явление называют органоспецифичностью ферментов. Иногда
органоспецифичность выражена очень чётко: фермент содержится только в каком
– нибудь одном органе и отсутствует, а других. Таким образом, врач получает
возможность по повышению активности некоторых ферментов в плазме выявить
заболевание, связанные с нарушением функций совершенно определенных
органов. В последнее время предпринимаются всё более успешные попытки
использовать ферменты и для лечения некоторых болезней. Уже давно некоторые
ферменты применяют для так называемой заместительной терапии – для
возмещения дефицита ферментов, возникающего при некоторых заболеваниях.
Особенно успешна такая терапия при нарушениях функций желудочно-кишечного
тракта, связанных с недостаточной выработкой пищеварительных ферментов. С
успехом применяют ферменты в тех случаях, когда лечение требует разрушить
накопившиеся в большом количестве белковые образования, мешающие
нормальному функционированию тканей. Это бывает при ожогах, гнойных ранах,
гнойно-воспалительных заболеваниях лёгких, когда в бронхах скапливается
густая масса, препятствующая прохождению воздуха. Наметился очень
перспективный путь применения ферментов для рассасывания сгустков крови,
образовавшихся внутри кровеносных сосудов. Такие сгустки называются
тромбами, они закупоривают сосуд и нарушают кровообращение. Велико значение
ферментов в пищевой промышленности и сельском хозяйстве. Сыроварение,
виноделие, производство кисломолочных продуктов, пивоварение, производство
колбасных продуктов, хлебопечение, производство животных жиров, чая,
уксуса, лимонной кислоты – всё это и многое другое , здесь не перечисленное
– технологические процессы пищевой промышленности, в которых главным
действующим лицом являются ферменты. Одна из важнейших проблем пищевой
промышленности – это развитие комплексной переработки сырья и отходов
пищевой промышленности и повышение эффективности этой переработки.
Ферментные препараты могут сказать здесь решающее слово. Серьёзной
проблемой в консервной промышленности, переработки плодов и овощей является
использование семян и косточек, главная трудность которого состоит в
необходимости разрушать прочную оболочку косточек. И здесь реальную пользу
могут принести препараты ферментов. С помощью ферментных препаратов удаётся
уменьшить расход сырья растительного и животного происхождения, идущего на
приготовления пищевых продуктов. Использование ферментов в сельском
хозяйстве необычайно широко и разнообразно. В растениеводстве селекция
многих сельскохозяйственных культур направлена на создание сортов,
обогащённых определёнными ферментами. Это имеет значение и для скорости
созревания культур, и для получения более высококачественной продукции, и
для повышения устойчивости растений к изменению погодных условий, к
болезням, к действию вредных насекомых. Специальный интерес представляет
использования ферментов в кормопроизводстве. Агрономы заботятся о том,
чтобы получить полноценный растительный корм, содержащий все существенные
составные части, необходимые для обеспеченья потребностей животного
организма. Вот здесь роль ферментов оказалась особенно значительной, как в
пищевой промышленности. Ферментативные препараты для производства кормов
получают из плесневых грибов и бактерий, но задачи здесь ставят иные. Для
повышения усвояемости грубых кормов необходим фермент целлюлоза,
гидролизирующий клетчатку и повышающий возможность её переваривания и
усвоения, особенно у таких животных, как свиньи, которые переваривают
клетчатку хуже, чем крупный рогатый скот.
Мы познакомились с некоторыми аспектами практического использования
ферментов в медицине, пищевой промышленности и сельском хозяйстве.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
В результате проделанной работы я узнал, что ферменты это белки,
катализирующие определённые химические реакции, входящие в процессы обмена
веществ, отличаются чрезвычайно высокой эффективностью и специфичностью
своего действия. По своему составу ферменты разделяют на простые ферменты,
состоящие только из молекул белка, и сложные ферменты, состоящие из белка и
небелкового компонента (простетические группы, коферменты). Каталитическое
действие ферментов определяется главным образом, частью молекулы - активным
центром. Действие всех ферментов происходит через стадию образования
промежуточного соединения с молекулой субстрата. Ферменты играют важную
роль в организме, в науке, в хозяйственной деятельности человека. Открытие
разнообразных наук позволяет шире использовать ферменты.
Литература:
''Энциклопедический словарь юного биолога''
(М. С. Гиляров)
''Биофизическая химия'' (А. Г. Пасынский)
''Ферменты-двигатели жизни'' (В. И. Розенгарт)
''Основы биохимии'' (Г. А. Смирнова)
cedar_back@mail.ru
ПРИЛОЖЕНИЯ.
