О ферментах

19.04.2022

С помощью ферментов биохимические реакции в организме могут быть ускорены до 1000000 раз. Принцип действия включает снижение энергетического барьера протекания реакции до значений, обеспечивающих реализацию процесса, не влияя на термодинамическое равновесие. Именно эта основная функция ферментов, а также способность контролировать их действие делает их важным компонентом любой живой системы.

Было обнаружено более 4000 ферментов, и более 1000 относительно хорошо описаны.

Этимология и краткая история энзимологии

Слово « фермент» происходит от греческого «en zym», что означает «в дрожжах». Этот термин был введен в 1878 году Вилли Куне первоначально для описания последовательности неизвестных процессов, но его современное значение включает обозначение отдельных биологически активных молекул. Постепенно слово фермент потеряло популярность в научной литературе.

Первые шаги в понимании природы ферментов относятся к концу 18 и началу 19 веков, когда было обнаружено, что определенные экстракты животных или растений могут расщеплять питательные вещества, но в то же время тонкий механизм этих процессов был неизвестен.

Начало науки о структуре и функциях ферментов — энзимологии, положил Луи Пастер своими исследованиями по алкогольному брожению. Луи Пастер пришел к выводу, что ферментация — это функция живых систем, например дрожжевых клеток , и невозможна без их участия. Виталистические убеждения Пастера постулировали участие живой силы, которую он назвал ферментом.

В 1897 году Эдуард Бюхнер показал, что процесс ферментации происходит за счет определенных веществ в самой клетке. Бюхнер также обнаружил, что эти вещества относительно нестабильны и могут быть инактивированы при низких температурах.

Хотя в то время ферменты не были доступны в чистом виде, работа над механизмом действия позволила в начале 20 века сформировать первые гипотезы о белковой природе и тонкой структуре ферментов, а также создать первые математические модели ферментативной активности.

Окончательный отказ от гипотезы рабочей силы и подтверждение белковой природы ферментов происходит после выделения первых ферментов — уреазы (в 1926 году Джеймсом Самнером), пепсина и трипсина (в 1929 году Джоном Нортропом). В 1946 году Самнер и Нортроп вместе с Венделем Стэнли получили Нобелевскую премию по химии за очистку и кристаллизацию ферментов.

Открытие того, что ферменты могут кристаллизоваться, позволяет исследовать их структуру с помощью рентгеновской кристаллографии. Это впервые делается с лизоцимом — ферментом, который содержится в слезах, слюне и яичном белке. Его структура была описана группой под руководством Дэвида Чилтона Филлипса в 1965 году. Именно эта высококачественная структура лизоцима дала начало разделу биологии, известному как структурная биология, и дала одно из самых ранних представлений о том, как работают ферменты.

Опубликовано в Статьи без рубрики Премиум Клиник