XV. Функ­ции бел­ков в ор­га­низ­ме (на са­мо­стоя­тель­ное изу­че­ние; стр. 84, 85 в «Ос­но­вах био­хи­мии» Ю.Б. Фи­лип­по­ви­ча)

Лек­ция № 9–11

Фер­мен­ты и ко­фер­мен­ты

Фер­мен­та­ми (от лат. fer­men­tum – за­ква­ска) на­зы­ва­ют­ся бел­ки, вхо­дя­щие в со­став кле­ток и тка­ней ор­га­низ­мов, иг­раю­щие роль био­ло­ги­че­ских ка­та­ли­за­то­ров, т.е. ве­ществ, ус­ко­ряю­щих прак­ти­че­ски все хи­ми­че­ские ре­ак­ции, про­ис­хо­дя­щие в жи­вом ор­га­низ­ме.

По сло­вам из­вест­но­го фи­зио­ло­га И.П. Пав­ло­ва «Фер­мен­ты есть... пер­вый акт жиз­нен­ной дея­тель­но­сти,... воз­бу­ди­те­ли всех хи­ми­че­ских пре­вра­ще­ний... Они со­став­ля­ют ос­нов­ной пункт, центр тя­же­сти фи­зио­ло­го-хи­ми­че­ско­го зна­ния».

Со­вре­мен­ной био­хи­ми­че­ской нау­ке из­вест­но не­сколь­ко ты­сяч ин­ди­ви­ду­аль­ных фер­мен­тов, из ко­то­рых вы­де­ле­но в кри­стал­ли­че­ском со­стоя­нии и изу­че­но бо­лее 2,5 ты­сяч. Жи­вая клет­ка в сред­нем со­дер­жит око­ло 1 тыс. фер­мен­тов, ка­ж­дый из ко­то­рых спо­со­бен ус­ко­рять оп­ре­де­лен­ную хи­ми­че­скую ре­ак­цию.

По­сколь­ку фер­мен­ты об­ла­да­ют ка­та­ли­ти­че­ски­ми свой­ст­ва­ми, ин­те­рес­но бы­ло бы срав­нить их с не­ор­га­ни­че­ски­ми ка­та­ли­за­то­ра­ми, при­ме­няе­мы­ми в хи­ми­че­ской про­мыш­лен­но­сти.

Глав­ные раз­ли­чия со­сто­ят в сле­дую­щем:

1) Фер­мен­ты по срав­не­нию с не­ор­га­ни­че­ски­ми ка­та­ли­за­то­ра­ми функ­цио­ни­ру­ют в очень мяг­ких ус­ло­ви­ях (при тем­пе­ра­ту­ре жи­во­го ор­га­низ­ма, ат­мо­сфер­ном дав­ле­нии, обыч­но сред­них зна­че­ни­ях рН сре­ды).

2) Фер­мен­ты сот­ни ты­сяч, мил­лио­ны и да­же мил­ли­ар­ды раз эф­фек­тив­нее не­ор­га­ни­че­ских ка­та­ли­за­то­ров.

3) Спе­ци­фич­ность дей­ст­вия фер­мен­тов не­обы­чай­но вы­со­ка. Боль­шин­ст­во фер­мен­тов ус­ко­ря­ют от­дель­ные хи­ми­че­ские ре­ак­ции, то­гда как не­ор­га­ни­че­ские ка­та­ли­за­то­ры спо­соб­ны ус­ко­рять толь­ко це­лые груп­пы ре­ак­ций.

4) Фер­мен­ты – ве­ще­ст­ва бел­ко­вой при­ро­ды с при­су­щи­ми всем бел­кам фи­зи­че­ски­ми и хи­ми­че­ски­ми свой­ст­ва­ми, тре­бую­щие для со­хра­не­ния сво­их на­тив­ных свойств ста­биль­ных фи­зи­ко-хи­ми­че­ских ус­ло­вий.

5) В от­ли­чие от не­ор­га­ни­че­ских ка­та­ли­за­то­ров функ­цио­ни­ро­ва­ние фер­мен­тов но­сит коо­пе­ра­тив­ный и же­ст­ко за­про­грам­ми­ро­ван­ный ха­рак­тер.