Классификация и номенклатура
ФЕРМЕНТЫ-ГИДРОЛАЗЫ
Методические указания к лабораторному практикуму по дисциплине "Биохимия"
для студентов специальностей Т.18.01., Т.18.02., Т.18.03.
Часть II. «Витамины и ферменты»
"Ферменты" (раздел 1).
Могилев 2000
УДК 557.1
Методические указания рассмотрены и утверждены на заседании кафедры ХТВМС.
Протокол №__ от____2000г.
Составители: доц. О.Н.Макасеева
асс. Л.М.Ткаченко
доц. О.М.Баранов
(графическая часть и оформление)
Научный редактор: профессор Б.Э.Геллер
Рецензенты профессор Г.Н.Роганов
доцент Т.Н.Шингарева
© Могилевский технологический институт
Содержание
С.
Введение...................................................................................................................... 4
1. Классификация и номенклатура............................................................................ 5
2. Определение активности ферментов..................................................................... 6
2.1. Единицы ферментативной активности............................................................. 6
3. Общие свойства ферментов................................................................................... 8
3.1. Специфичность действия ферментов............................................................... 8
3.2. Влияние температуры и рН на активность ферментов................................. 11
3.3. Активирование и ингибирование ферментов................................................ 14
4. Гидролазы............................................................................................................ 15
4.1. Глюкозидазы................................................................................................... 16
4.1.1. Выделение a– и b– амилаз солода.......................................................... 16
4.1.2. Определение декстринирующей способности a–амилазы...................... 19
4.1.3. Влияние температуры на осахаривающую способность b–амилазы..... 20
4.1.4. Определение активности амилолитических ферментов........................... 23
4.1.5. Определение активности амилазы (сывороточная амилаза крови)........ 25
4.2. Протеазы......................................................................................................... 26
4.2.1. Гидролитическое расщепление казеина под действием пепсина............ 30
4.2.2. Определение активности протеаз по методу Ансона.............................. 31
4.2.3. Определение активности протеолитических ферментов......................... 33
4.2.4. Определение протеолитической способности (ПС)................................. 36
4.2.5. Определение протеолитической активности молокосвертывающих препаратов 38
4.3. Эстеразы......................................................................................................... 41
4.3.1. Гидролитическое расщепление жира под действием липазы................. 44
4.3.2. Определение активности липазы.............................................................. 45
Список использованных источников........................................................................ 57
Введение
Ферменты, или энзимы – это высокомолекулярный класс веществ белковой природы, используемый живыми организмами для осуществления с высокой скоростью многих тысяч взаимосвязанных химических реакций. Жизнь и многообразие ее проявлений – это сложная совокупность реакций, катализируемых специфическими ферментами.
Ферменты обеспечивают осуществление таких важнейших процессов жизнедеятельности, как экспрессия (реализация) наследственной информации, биоэнергетика, синтез и распад биомолекул (обмен веществ). По строению ферменты могут быть однокомпонентными – простыми белками, и двухкомпонентными – сложными белками, содержащими небелковый компонент – кофактор. Пептидную часть фермента называют – апоферментом. Молекула фермента характеризуется уникальностью структуры, которая и определяет уникальность ее функции.
Ферменты отличаются тремя уникальными свойствами. Во-первых, это самые эффективные из известных катализаторов, так как очень малые (микромолярные) количества ферментов способны в очень большой степени ускорять реакцию. Большинство реакций в клетке протекает примерно в миллион раз быстрее, чем, если бы они протекали в отсутствие ферментов.
Во-вторых, большинство ферментов отличаются специфичностью действия, практически каждая реакция превращения реагирующего вещества (называемого субстратом) в продукт осуществляется специальным ферментом. И в-третьих, действие большинства ферментов регулируется, т.е. они способны переходить от состояния с низкой активностью к состоянию с высокой активностью и обратно.
Индивидуальность живой клетки в большой степени определяется уникальным набором ферментов, который она генетически запрограммирована производить.
Отсутствие даже одного фермента или какой-нибудь его дефект могут иметь очень серьезные отрицательные последствия для организма.
Изучение ферментов имеет огромное значение для любой фундаментальной и прикладной области биологии, а также для многих практических отраслей (медицины, химической, фармацевтической), занятых приготовлением катализаторов, антибиотиков, витаминов и др. Ферменты играют важную роль и в пищевой промышленности. Превращение исходного сырья в готовые продукты в таких отраслях как виноделие, пивоварение, производство спирта, хлебопечение, сыроварение, консервирование, производство кисломолочных продуктов, осуществляемых при непосредственном участии ферментов, являются биотехнологическими. Ферменты могут способствовать протеканию необходимого технологического процесса или затруднить его протекание.
Наука о питании базируется на точных знаниях поэтапного расщепления питательных веществ под влиянием ферментов пищеварительного аппарата.
В данном методическом указании рассматриваются некоторые ферменты из класса гидролаз и оксидоредуктаз, участвующие в процессе пищеварения и пищевых технологиях.
Классификация и номенклатура
В настоящее время из всех типов организмов удалось выделить более 3500 ферментов. Для 50 ферментов с помощью ренгеноструктурного анализа определена пространственная структура.
Международным биохимическим союзом введены номенклатуры: систематическая и тривиальная. Основные черты систематической номенклатуры состоят в следующем:
1. Ферменты подразделяются на шесть классов по типу реакций, которые они катализируют (см. Приложение 2): 1) оксидоредуктазы; 2) трансферазы; 3) гидролазы; 4) лиазы; 5) изомеразы; 6) лигазы; (синтетазы). В каждом из классов имеется несколько подклассов (от 4 до 13).
Название фермента складывается из названия субстрата + тип катализируемой реакции + окончание "–аза".
Каждый фермент имеет шифр, состоящий из 4–х чисел, разделенных точками. Первое число определяет класс, второе – подкласс, третье – подподкласс, четвертое – номер фермента в пределах подподкласса.
Поскольку многие из этих систематических названий оказались очень длинными, каждому из ферментов было присвоено тривиальное (рабочее) название. Оно состоит из названия субстрата, на который действует данный фермент, указания на тип реакции и окончания "аза".
Таблица 1 – Фрагмент из списка ферментов