Ферментативный катализ используется людьми тысячи лет, задолго до появления самого понятия «катализ». Получение молочно-кислых продуктов, сыра, приготовление теста, вина, красителей и др. продуктов включало применение ферментативных процессов. Технология этих процессов передавалась из поколения в поколение и была эмпирически отработана до совершенства. Считают, что в эволюции жизни и появлении сложных биологических систем (включая человека) важную роль сыграл ферментативный катализ.
Ферменты (энзимы) – биологические катализаторы обладают уникальными свойствами: высокой производительностью в расчете на один реакционный центр и селективностью, связанной со специфичностью действия. Работают ферменты в очень мягких условиях, при атмосферном давлении и температуре до 40о . В биологических системах отсутствуют неводные растворители и сильные кислоты и основания ( рН ≈ 7 ). Например фермент уреаза гидролизует только молекулы мочевины, не обращая внимания на другие амиды, и делает это гораздо эффективнее обычных кислотных катализаторов (табл.).
Таблица
| Реакция и субстрат | Катализатор | Константа ско-рости второго по-рядка, моль-1 ∙с-1 | Температура, о С |
Гидролиз сложных эфиров Этилбензоат Этиловый эфир N-бензоил-L-тирозина | Н3 О+ Химотрипсин | 9,0∙10-5 1,9∙104 | 54 25 |
| Гидролиз аденозин-трифосфата (АТФ ) | Н3 О+ Миозин | 4,7∙10-6 8,2∙106 | 40 25 |
Гидролиз амидов Бензамид Амид N-бензоил- L-тирозина Мочевина | Н3 О+ Химотрипсин Н3 О+ Уреаза | 2,4∙10-6 14,9 7,4∙10-6 5,0∙106 | 52 25 62 21 |
Международные правила номенклатуры ферментов в зависимости от выполняемых ими функций выделяют шесть основных классов с соответствующими подклассами внутри каждого класса (табл.).
Таблица
| Класс. Функция | Подклассы | Класс, функция | Подклассы |
1. Оксидоредукта-зы Катализируют окисли-тельно-восстанови-тельные превращения функциональных групп (см. подклассы) | СН-NH2 | 2. Транс-феразы Переносят сле-дующие груп-пы (см. под-классы) | алкильные (кроме СН3 ) и арильные группы |
3. Гидролазы Гидролизуют соедине-ния следующих класс-сов (см. подклассы) | 4. Лиазы Отщепляют группы с обра-зованием двой-ной связи и присоединяют группы к двой-ным связям (см. подкласс-сы) | ||
5. Изомеразы Проводят реакции изо-меризации различного типа (см. подклассы) | 6. Лигазы (синтетазы) Одновременно с расщеплени-ем АТФ обра-зуют связи (см. подклассы) |
Приведенная таблица может помочь ориентироваться во множестве уже известных ферментов их названий.
Ферментом может быть глобулярный белок, в активном центре которого собраны функциональные группы, входящие в состав аминокислотных остатков этого белка. В других случаях в состав активного центра входит прочно связанная с белковой цепью простетическая группа (например, липоевая кислота) или слабо связанный кофермент (например, АТФ). Фермент в целом называют холоферментом, а то, что остается после удаления кофермента, - апоферментом.
В соответствии с требованиями, предъявляемыми при подборе катализаторов-фементов, их подразделяют на следующие группы:
1. Ферменты без коферментов – простые гидролазы, лиазы и изомеразы.
2. Ферменты, которые не требуют наличия кофермента (содержат прочно связанную простетическую группу, например, флавиновую или пиридоксальную) – трансаминазы, пероксидазы и т. п.
3. Ферменты, которые требуют регенерации кофермента, обычно АТФ или НАД(Ф)Н - например, киназы, большинство оксидоредуктаз.
4. Ферменты, которые встречаются в многоферментных системах.
Ферменты первой группы используются пока шире, часто и в промышленном масштабе (синтез L-аминокислот, 6-аминопеницилиновой кислоты, изомеризация глюкозы во фруктозу и т. д.). Остальные группы ферментов требуют создания особых условий и до сих пор находят применение только в лабораторных синтезах.
Что такое ферменты и за счет каких факторов они работают так эффективно?
Объяснение состоит в том, что фермент обладает способностью формировать так называемый активный центр и создавать в нем специфическое окружение, в котором протекание катализируемой реакции происходит несоизмеримо быстрее, чем в растворе.
В активном центре происходит специфическое связывание субстрата. Например, сбраживание глюкозы в спирт дрожжами требует участия более 12 ферментов, каждый из которых выполняет свою функцию. Это возможно только благо даря высокой специ
Наверняка у вас есть товары или услуги, продажа которых приносит вам максимальную прибыль. Для быстрого старта в сети вам необходимо создание посадочной страницы (одностраничного сайта), на которой будет размещена информация о маржинальных товарах/услугах интернет магазина. За 8 лет опыта разработки конверсионных страниц мы выработали оптимальную структуру, которая позволит привлекать через landing page больше продаж. На такую структуру «одевается» ваш контент — фирменный стиль, тексты, фотографии, уникальные торговые предложения, после чего страница выходит в свет. Разработка лендинга и запуск в сети — до 7 рабочих дней. Стоит отметить, что в разработку самой посадочной страницы входит и написание копирайтером продающих текстов для вашего бизнеса, чтобы каждый посетитель страницы захотел совершить покупку именно у вас. Результат: качественно разработаная продающая посадочная страница, которая готова приносить вам новых клиентов.