Факторы, влияющие на активность ферментов.

1.Концентрация фермента и субстрата (чем выше концентрация исходных веществ, тем выше скорость реакции).

                 

Зависимость скорости реакции от концентрации субстрата

Зависимость скорости реакции от концентрации фермента

 

Реакция среды (рН)

Большинство ферментов проявляют максимальную активность при значении рН=7 (нейтральная).При физических нагрузках в мышцах накапливается молочная кислота, способная закислять среду и снижать активность многих ферментов).

Различные ферменты имеют различное значение рН:

А) амилаза слюны - рН - 7  нейтральная среда;

Б) пепсин желудочного сока рН=1,5-2,5 действует в кислой среде

В) трипсин кишечного сока имеет рН = 8-9 щелочная среда.

 

Температура

Термолабильность - изменчивость фермента под влиянием температуры.

 При возрастании температуры активность фермента сначала растет, а затем, выше

определенной температуры, начинает снижаться.

                                  

 

 

При t= 70° и выше большинство ферментов полностью утрачивают свою активность из-за денатурации белка.

Каждый фермент характеризуется температурным оптимумом. Для ферментов животного происхождения topt ⁼ 40-50°, для ферментов растительного происхождения -50-60°, для человека ~ 37°.

При понижении t° ферменты теряют свою активность, но при создании нормальных условий они вновь начинают функционировать.

Сравнение ферментов с неорганическими катализаторами

Таблица.  Различия между неорганическими катализаторами и ферментами

 

Признаки	Неорганические катализаторы	Ферменты
Химическая природа	Низкомолекуляр­ные вещества, об­разованные од­ним или несколь­кими элементами	Белки — высоко­молекулярные по­лимеры
Селектив­ность	Низкая	Очень высокая
Оптимальное значение рН среды	Сильнокислая или щелочная	Небольшой физио­логический интер­вал рН среды
Изменение структуры катализато­ра в ходе ре­акции	Изменяется незна­чительно или не изменяется вовсе	Изменяется в зна­чительной степени и восстанавливает­ся в исходную структуру по окон­чании реакции
Увеличение скорости реакции	В 102— 106раз	В108— 1012раз

 

Применение ферментов

Сейчас известно, что многие заболевания вызываются снижением активности ферментов, а нарушения синтеза одного из них может стать причиной гибели организма. Например, недостаток у детей фермента, превращающего галактозу в глюкозу, вызывает га-локтоземию, при которой дети отравляются избытком галактозы и погибают в первые месяцы жизни.

С помощью ферментов ученые в настоящее время расшифровывают сложные структуры биополимеров: белков и нуклеиновых кислот. Так, например, энзимы помогли ученым с триумфом расшифровать геном человека, который, как оказалось, состоит «всего лишь» из 26—30 тыс. генов. Проводится клонирование, достигли небывалых успехов биотехнология и генная инженерия.

Многочисленные отрасли пищевой промышленности: виноделие, хлебопечение, сыроварение, производство чая, спирта — основаны на широком применении ферментов.

В фармацевтической промышленности с помощью ферментов получают различные препараты: витамины, лекарства, антибиотики

В медицине	В промышленности	В спорте
1. Многие заболевания в организме связаны с изменением активности ферментов или процессом их синтеза (ферментопатия): – замедленное физическое развитие, – нарушение обмена веществ, – психическая неполноценность.	При изготовлении сыра, хлебопечении, пивоварения. При изготовлении антибиотиков, витаминов.	1. При мышечной деятельности может изменяться активность и биосинтез многих ферментов, что приводит к усилению или замедлению скорости метаболизма и процессов энергообразования. 2. От активности фермента зависит физическая работоспособность, скорость восстановления, адаптация к физическим нагрузкам. 3. Действие многих витаминов и других биологически активных веществ, которые применяются в практике спорта для восстановления организма и регуляции массы тела, связано с ферментами.

Существует наука, которая занимается изучением ферментов – энзимология.