📌#СтраницыКалендаря

📌#СтраницыКалендаря Зачем нужны ферменты в природе и в жизни человека?! 3 октября 2018 года состоялась Нобелевская премия в области химии. Премия была присуждена Френсис Арнольд (США), Джорджу Смиту (США) и Грегори Винтеру (Великобритания) за то, что им удалось «взять под контроль эволюцию и использовать ее на благо человечества». Речь идет о направленной эволюции ферментов, ускоряющих химические реакции. Ферменты — двигатели жизни Ферменты (энзимы) — это белковые молекулы, которые работают как биологические катализаторы: ускоряют химические реакции в живых организмах. Без них все биохимические реакции в клетке шли бы так медленно, что жизнь была бы невозможна. Что ферменты делают в организме человека Ферменты участвуют буквально во всех процессах жизнедеятельности — от пищеварения до мышечного сокращения и работы иммунной системы: • Пищеварение. В ротовой полости амилаза слюны расщепляет крахмал — поэтому при долгом пережёвывании риса или картофеля во рту появляется сладковатый вкус. В желудке пепсин расщепляет белки до пептидов. В поджелудочной железе работают трипсин, химотрипсин, липаза, амилаза. В тонкой кишке пептидазы доводят расщепление до аминокислот, сахараза — до простых сахаров, лактаза — до глюкозы и галактозы. • Энергетический обмен. В митохондриях ферменты отвечают за накопление энергии в виде АТФ — универсального «топлива» клетки. • Синтез ДНК и РНК. ДНК-полимеразы проводят репликацию — копирование генетического материала перед делением клетки. РНК-полимеразы обеспечивают транскрипцию — перенос информации с ДНК на РНК. • Защита. Фермент каталаза расщепляет пероксид водорода — токсичный побочный продукт клеточного метаболизма — на воду и кислород. • Свёртывание крови. Печень вырабатывает предшественники ферментов свёртывающей системы — без них любая царапина была бы опасна. • Выведение токсинов. Ферменты помогают печени, почкам, лёгким и кишечнику удалять из организма продукты жизнедеятельности и ядовитые вещества. Когда ферменты не работают Связь между ферментами и болезнями установил ещё в 1910-х годах архиат А. Гэррод, назвав такие нарушения «врождёнными ошибками метаболизма». Если мутация в гене снижает или полностью отключает активность фермента — реакция, которую он катализировал, перестаёт идти. Примеры: • Фенилкетонурия — потеря фермента фенилаланин-4-гидроксилазы в печени. Аминокислота фенилаланин не превращается в тирозин и накапливается в токсичных количествах. Без диеты ребёнок к полугоду теряет интерес к миру, а к году развивается тяжёлая умственная отсталость. При ранней диагностике и ограничении фенилаланина в пище до полового созревания патологии можно избежать. • Альбинизм — прекращение выработки тирозиназы, фермента одной из стадий синтеза пигмента меланина. В диагностике ферменты — важнейший индикатор: при повреждении клеток (например, при инфаркте миокарда или гепатите) внутриклеточные ферменты попадают в кровь, и по их активности врачи определяют масштаб и локализацию поражения. Ферменты в промышленности и быту Ферменты сохраняют свои свойства вне живых клеток и находят свое применение от пищевой промышленности и медицины, до бытовой химии и косметики. Пищевая промышленность. Амилаза в муке обеспечивает «разбухание» теста при выпечке; протеиназа смягчает мясо; липаза используется в производстве сыра; ферменты дрожжей обеспечивают спиртовое брожение в пивоварении и виноделии Медицина. Фестал, панзинорм — комбинированные ферментные препараты при заболеваниях ЖКТ; плазмин и стрептокиназа растворяют тромбы; коллагеназа рассасывает рубцы; лизоцим лечит конъюнктивиты. Бытовая химия. В стиральные порошки добавляют амилазу (расщепляет крахмал), протеазы (белковые пятна) и липазы (жир). Комбинация ферментов усиливает действие каждого. Текстиль и бумага. Ферменты изменяют свойства поверхности тканей; в целлюлозно-бумажной промышленности удаляют чернила и тонеры при вторичной переработке бумаги.