-->
|
|
|
|
|
Ãëàâà 7. Îáìåí âåùåñòâ è ïðåâðàùåíèå ýíåðãèè § 30. Ôåðìåíòû è èõ ðîëü â îðãàíèçìå ÷åëîâåêà
ÔåðìåíòûÎäíîâðåìåííî â îðãàíèçìå ÷åëîâåêà ïðîèñõîäÿò ìèëëèîíû ðàçëè÷íûõ õèìè÷åñêèõ âçàèìîäåéñòâèé. Âñå ýòè ðåàêöèè ïðîòåêàþò ïðè òåìïåðàòóðå, áëèçêîé ê 37 °Ñ, è ìàëûõ êîëåáàíèÿõ êèñëîòíîñòè.  òàêèõ óñëîâèÿõ õèìè÷åñêèå ðåàêöèè äîëæíû áûëè áû äëèòüñÿ î÷åíü äîëãî, à ìíîãèå èç íèõ âîîáùå íå äîëæíû áûëè áû ïðîèñõîäèòü. Îäíàêî â îðãàíèçìå âñå ðåàêöèè îáìåíà âåùåñòâ ïðîòåêàþò áûñòðî, è ìíîãèå èç íèõ äëÿòñÿ ìèëëèîííûå äîëè ñåêóíäû. Ýòî ïðîèñõîäèò áëàãîäàðÿ ó÷àñòèþ â ðåàêöèÿõ îáìåíà âåùåñòâ ôåðìåíòîâ. Ôåðìåíòû — ýòî ñïåöèàëüíûå áåëêîâûå ìîëåêóëû, óñêîðÿþùèå ïðîòåêàíèå õèìè÷åñêèõ ðåàêöèé â îðãàíèçìå. Ôåðìåíòû òàêæå íàçûâàþò áèîëîãè÷åñêèìè êàòàëèçàòîðàìè.  îðãàíèçìå ÷åëîâåêà âûÿâëåíî íå ìåíåå 1000 ôåðìåíòîâ, êàæäûé èç êîòîðûõ èçáèðàòåëüíî êàòàëèçèðóåò êàêóþ-òî ðåàêöèþ îáìåíà âåùåñòâ. Íàïðèìåð, ôåðìåíò êàòàëàçà ñïîñîáñòâóåò ïðåâðàùåíèþ îáðàçóþùåãîñÿ â êëåòêàõ è î÷åíü äëÿ íèõ ÿäîâèòîãî ïåðîêñèäà âîäîðîäà â âîäó è êèñëîðîä. Ñàì ôåðìåíò â ðåàêöèÿõ íå ó÷àñòâóåò, íî îí ñïîñîáåí ìãíîâåííî çàïóñêàòü õèìè÷åñêèé ïðîöåññ ñ î÷åíü ìàëûìè çàòðàòàìè ýíåðãèè. Ïðè ýòîì îäíîé ìîëåêóëû êàòàëàçû äîñòàòî÷íî, ÷òîáû çà 1ñ óòèëèçèðîâàòü 10 òûñ. ìîëåêóë òîêñè÷íîé ïåðåêèñè. Ìåõàíèçìû ðàáîòû ôåðìåíòîâ
Ôåðìåíòàòèâíóþ àêòèâíîñòü îáû÷íî îïðåäåëÿåò íåáîëüøàÿ ÷àñòü áåëêîâîé ìîëåêóëû ôåðìåíòà, íàçûâàåìàÿ àêòèâíûì öåíòðîì. Èíîãäà â ñîñòàâ àêòèâíûõ öåíòðîâ, ïîìèìî àìèíîêèñëîò, âõîäÿò èîíû ìåòàëëîâ, âèòàìèíû è äðóãèå ñîåäèíåíèÿ íåáåëêîâîé ïðèðîäû, êîòîðûå íàçûâàþò êîôåðìåíòàìè. Àêòèâíûé öåíòð ôåðìåíòà äîëæåí èìåòü òàêóþ ñòðóêòóðó, êîòîðàÿ äàñò åìó âîçìîæíîñòü íà ìãíîâåíèå ñâÿçàòüñÿ ñ ìîëåêóëîé ñòðîãî îïðåäåë¸ííîãî âåùåñòâà — ñóáñòðàòîì äàííîãî ôåðìåíòà (ðèñ. 54). Íàïðèìåð, àêòèâíûé öåíòð ëèçîöèìà, ñîäåðæàùåãîñÿ â ñëþíå è ñëåçàõ, òî÷íî ñîîòâåòñòâóåò ó÷àñòêó îäíîãî èç ñàõàðèäîâ îáîëî÷êè íåêîòîðûõ áàêòåðèé. Ðàçëàãàÿ ýòîò ñàõàðèä, ëèçîöèì óáèâàåò è áàêòåðèè, íå äàâàÿ èì ïðîíèêíóòü â îðãàíèçì ÷åëîâåêà. Ðîëü ôåðìåíòîâ â îðãàíèçìå ÷åëîâåêàÔåðìåíòû çà ñ÷¸ò ñâîåé êàòàëèòè÷åñêîé àêòèâíîñòè î÷åíü âàæíû äëÿ íîðìàëüíîé ðàáîòû ñèñòåì íàøåãî îðãàíèçìà. Ïîýòîìó îòñóòñòâèå èëè íàðóøåíèå àêòèâíîñòè êàêîãî-ëèáî ôåðìåíòà ìîæåò ïðèâåñòè ê çàáîëåâàíèÿì, à èíîãäà è ê ãèáåëè. Ôåðìåíòû íåîáõîäèìû äëÿ ñèíòåçà áåëêîâ, ïåðåâàðèâàíèÿ è óñâîåíèÿ ïèòàòåëüíûõ âåùåñòâ, ðåàêöèé ýíåðãåòè÷åñêîãî îáìåíà, ìûøå÷íîãî ñîêðàùåíèÿ, íåðâíî-ïñèõè÷åñêîé äåÿòåëüíîñòè, ðàçìíîæåíèÿ, ïðîöåññîâ âûâåäåíèÿ âåùåñòâ èç îðãàíèçìà è ò. ä. Äëÿ äèàãíîñòèêè ìíîãèõ çàáîëåâàíèé ÷åëîâåêà ïðèìåíÿþò îïðåäåëåíèå àêòèâíîñòè ôåðìåíòîâ â êðîâè, ìî÷å, ñïèííîìîçãîâîé æèäêîñòè è äðóãèõ ñòðóêòóðàõ. Íàïðèìåð, àíàëèçèðóÿ ôåðìåíòû â ïëàçìå êðîâè, ìîæíî âûÿâèòü âèðóñíûé ãåïàòèò, ðàííèå ñòàäèè èíôàðêòà ìèîêàðäà, çàáîëåâàíèÿ ïî÷åê è äð. Ìîÿ ëàáîðàòîðèÿÒåìïåðàòóðà è îáìåí âåùåñòâ. Ñêîðîñòü ìíîãî÷èñëåííûõ áèîõèìè÷åñêèõ ïðîöåññîâ â æèâûõ îðãàíèçìàõ çàâèñèò îò òåìïåðàòóðû, ïðè êîòîðîé îíè ïðîòåêàþò. Ðûáû, íàïðèìåð, èìåþò òàêóþ æå òåìïåðàòóðó òåëà, êàê è îêðóæàþùàÿ èõ âîäíàÿ ñðåäà, ïîýòîìó èíòåíñèâíîñòü ïðîöåññîâ ó íèõ íàïðÿìóþ çàâèñèò îò òåìïåðàòóðû îêðóæàþùåé èõ âîäû. Ïòèöû è ìëåêîïèòàþùèå, ê êîòîðûì îòíîñèòñÿ è ÷åëîâåê, èìåþò ïîñòîÿííóþ òåìïåðàòóðó òåëà. Ïîýòîìó ñêîðîñòü ðåàêöèé îáìåíà ó ýòèõ îðãàíèçìîâ íå çàâèñèò îò êîëåáàíèé òåìïåðàòóðû îêðóæàþùåé ñðåäû. Ñîõðàíåíèå ïîñòîÿííîé òåìïåðàòóðû òåëà ÿâëÿåòñÿ âàæíåéøèì ïðîÿâëåíèåì ãîìåîñòàçà â îðãàíèçìå ÷åëîâåêà. Íîâûå ïîíÿòèÿ Ôåðìåíò. Àêòèâíûé öåíòð. Êîôåðìåíò. Ñóáñòðàò Îòâåòüòå íà âîïðîñû 1. ×òî òàêîå ôåðìåíòû? Ïðèâåäèòå ïðèìåðû èçâåñòíûõ âàì ôåðìåíòîâ 2. Êàêîâ ìåõàíèçì ðàáîòû ôåðìåíòîâ? Âûïîëíèòå çàäàíèå Ðàñêðîéòå ðîëü ôåðìåíòîâ â îðãàíèçìå ÷åëîâåêà. Ïðèâåäèòå ïðèìåðû. ÏÎÄÓÌÀÉÒÅ! ×åì îïàñíî äëÿ ÷åëîâåêà â ïåðèîä áîëåçíè çíà÷èòåëüíîå ïîâûøåíèå òåìïåðàòóðû òåëà (âûøå 40 °Ñ)?
|
|
|