Παρουσίαση για ένζυμα στη βιομηχανία τροφίμων. Παρουσίαση "ένζυμα"

Διαφάνεια 14

Πρακτική χρήση

Διαφάνεια 15

Πρωτεάσες (διασπούν τις πρωτεΐνες) Παπαΐνη.

Διαφάνεια 16

Ficin

Πλύσιμο ζελατίνης από το χρησιμοποιημένο φιλμ για την εξαγωγή του αργύρου που περιέχεται σε αυτό Τροφή Τρυψίνη - παραγωγή προϊόντων για παιδικές τροφές Ρενίνη Τυροκομία - πήξη γάλακτος (λήψη τυροπήγματος καζεΐνης)

Διαφάνεια 17

Πεψίνη

Καταλάση

Διαφάνεια 18

Βακτηριακές πρωτεάσες

Διαφάνεια 19

Μέρος 2 – μελέτη «Ένζυμο – καταλάση»

Στόχος: Να ανακαλύψει το περιεχόμενο και το ρόλο των ενζύμων στα κύτταρα. Συγκρίνετε την ενζυμική δραστηριότητα σε ζωντανούς και νεκρούς ιστούς φυτών και ζώων. Τεκμηριώστε τη σημασία του ενζύμου καταλάση στα φυτικά και ζωικά κύτταρα.

Διαφάνεια 20

Εξοπλισμός:

Φρέσκο ​​διάλυμα υπεροξειδίου του υδρογόνου 3%, πιάτο Petri, τσιμπιδάκια, φυτικός ιστός (κομμάτια ωμής και βραστής πατάτας) και ζωικός ιστός (κομμάτια ωμό και βραστό συκώτι), άμμος ποταμού, γουδί, γουδοχέρι.

Διαφάνεια 21

Πρόοδος

Θεωρητικό μέρος. Μία από τις πιο σημαντικές λειτουργίες των πρωτεϊνών είναι η καταλυτική. Ένας βιολογικός καταλύτης (ένζυμο) επιταχύνει όλες τις βιοχημικές διεργασίες στο σώμα. Η ουσία στην οποία δρα το ένζυμο ονομάζεται υπόστρωμα. Η δομή του ενζύμου και των μορίων του υποστρώματος πρέπει να ταιριάζουν ακριβώς μεταξύ τους, αυτό εξηγεί την ειδικότητα της δράσης των ενζύμων. Η καταλυτική λειτουργία μιας πρωτεΐνης σχετίζεται με την τριτοταγή δομή της. Μόνο ένα ορισμένο μέρος του μορίου του ενζύμου, που ονομάζεται ενεργό κέντρο, έχει καταλυτική δράση. Υπό την επίδραση διαφόρων παραγόντων, η δομή του μορίου της πρωτεΐνης αλλάζει, η διαμόρφωση του και το ένζυμο μπορεί να χάσουν τη δραστηριότητά τους. Ένα παράδειγμα επίδρασης σε μια βιοχημική διαδικασία στο σώμα είναι το ένζυμο καταλάση.

Διαφάνεια 22

Ένζυμα βρίσκονται σε κάθε ζωικό και φυτικό κύτταρο

Τα περισσότερα ένζυμα συνδέονται με ορισμένες κυτταρικές δομές (πυρήνας, κυτταρόπλασμα, πλαστίδια, λυσοσώματα κ.λπ.), όπου εκτελείται η λειτουργία τους. Η καταλάση περιέχεται σε μικροσώματα (υπεροξισώματα). Αυτά τα σώματα έχουν ωοειδές σχήμα, κοκκώδη δομή και βρίσκονται στο κυτταρόπλασμα. Τα υπεροξισώματα έχουν μέγεθος 0,3-1,5 μm και περιέχουν κρυσταλλικά ένζυμα στο εσωτερικό τους

Διαφάνεια 23

Το ένζυμο καταλάση καταλύει τη διάσπαση του υπεροξειδίου του υδρογόνου (H2O2) για να σχηματίσει μόρια νερού και οξυγόνου.

Διασπώντας το H2O2, η καταλάση παίζει προστατευτικό ρόλο. Εξουδετερώνει μια τοξική ουσία (υπεροξείδιο του υδρογόνου), η οποία σχηματίζεται συνεχώς στο κύτταρο κατά τη διάρκεια της ζωής. Η δραστηριότητα του ενζύμου είναι πολύ υψηλή: στους 0 °C, 1 μόριο καταλύτη αποσυνθέτει έως και 40.000 μόρια H2O2 σε 1 δευτερόλεπτο.

Διαφάνεια 24

1.Ετοιμάστε πέντε πιάτα Petri και αριθμήστε τα

1 – άμμος ποταμού 2. Θέση: 2 – συκώτι ωμό 3 – συκώτι βρασμένο 4 – ωμές πατάτες 5 – βραστές πατάτες Πρακτικό μέρος:

Διαφάνεια 25

3. Προσθέστε 1-2 σταγόνες υπεροξειδίου του υδρογόνου σε κάθε δείγμα. Παρατηρήστε τι συμβαίνει

4. Συγκρίνετε τη δραστηριότητα των βρασμένων και ακατέργαστων φυτικών και ζωικών ιστών. 5. Παρουσιάστε τα αποτελέσματα της μελέτης σύμφωνα με τα σημεία: - απαντήστε στις ερωτήσεις; - μορφοποιήστε το πρακτικό μέρος με τη μορφή του πίνακα Νο. 1.

Διαφάνεια 26

1. Τι είναι τα ένζυμα; Να αναφέρετε τις ιδιότητες των ενζύμων. 2. Ποια είναι η ειδικότητα των ενζύμων;3. Τι βρίσκεται στη βάση του μηχανισμού αλληλεπίδρασης μεταξύ υποστρώματος και ενζύμου; 4. Ποιος είναι ο ρόλος του ενζύμου καταλάση στα κύτταρα 5. Τι προκαλεί τη διάσπαση του υπεροξειδίου του υδρογόνου σε δοκιμαστικούς σωλήνες με κομμάτια ωμού συκωτιού και ωμές πατάτες. 6. Ποια επίπεδα οργάνωσης του μορίου της πρωτεΐνης του ενζύμου καταλάση καταστρέφονται κατά το μαγείρεμα της πατάτας και του συκωτιού στο πείραμα και η ρήξη των μοριακών δεσμών που οδήγησε στη μετουσίωση αυτής της πρωτεΐνης; 7. Γιατί δεν παρατηρήθηκε η διάσπαση του υπεροξειδίου του υδρογόνου σε δοκιμαστικούς σωλήνες με κομμάτια βρασμένης πατάτας και συκώτι, καθώς και σε δοκιμαστικό σωλήνα με άμμο;

Διαφάνεια 27

Πίνακας 1 Αποτελέσματα μελέτης

Διαφάνεια 28

Ιστορία της κατανομής της κληρονομιάς

Ένας γέρος Άραβας πέθαινε. Όλη του η περιουσία αποτελούνταν από 17 όμορφες λευκές καμήλες. Μάζεψε τους γιους του και τους ανακοίνωσε την τελευταία του διαθήκη: «Ο μεγάλος μου γιος, η υποστήριξη της οικογένειας, θα έπρεπε να λάβει τις μισές καμήλες μετά τον θάνατό μου. Κληροδοτώ το ένα τρίτο όλων των καμήλων στον μεσαίο γιο μου. Αλλά ο μικρότερος, αγαπημένος μου γιος πρέπει επίσης να λάβει το μερίδιό του - το ένα ένατο του κοπαδιού». Αφού το είπε αυτό, ο γέρος Άραβας πέθανε. Αφού έθαψαν τον πατέρα τους, τα τρία αδέρφια άρχισαν να μοιράζουν τις καμήλες. Αλλά δεν μπορούσαν να εκπληρώσουν τη θέληση του πατέρα τους: ήταν αδύνατο να χωριστούν 17 καμήλες είτε στη μέση είτε σε τρία μέρη είτε σε εννέα μέρη. Αλλά τότε ένας δερβίσης πέρασε από την έρημο. Φτωχός, όπως όλοι οι επιστήμονες, οδήγησε μαζί του μια μαύρη, άθλια καμήλα φορτωμένη με βιβλία. Τα αδέρφια στράφηκαν σε αυτόν για βοήθεια. Και ο δερβίσης είπε: «Είναι πολύ απλό να εκπληρώσεις τη θέληση του πατέρα σου. Σου δίνω την καμήλα μου και εσύ προσπαθείς να μοιράσεις την κληρονομιά». Τα αδέρφια κατέληξαν με 18 καμήλες και όλα λύθηκαν. Ο μεγαλύτερος γιος έλαβε τις μισές καμήλες - 9, ο μεσαίος - το ένα τρίτο του κοπαδιού - 6 και ο μικρότερος γιος έλαβε το μερίδιό του - δύο καμήλες. Αλλά το 9, το 6 και το 2 δίνουν 17, και μετά τη διαίρεση υπήρχε μια επιπλέον καμήλα - η παλιά, άθλια καμήλα του επιστήμονα. Και ο δερβίσης είπε: «Δώσε μου πίσω την καμήλα μου που βοήθησα στο μοίρασμα της κληρονομιάς σου, αλλιώς θα πρέπει να σύρω μόνος μου τα βιβλία στην έρημο». Αυτή η μαύρη καμήλα είναι σαν ένα ένζυμο. Έκανε δυνατή μια διαδικασία που θα ήταν αδιανόητη χωρίς αυτόν, και ο ίδιος παρέμεινε αναλλοίωτος. Αυτή είναι πραγματικά η κύρια ιδιότητα των ενζύμων, και μάλιστα οποιουδήποτε καταλύτη. Τα ένζυμα είναι κυρίως καταλύτες.

Προβολή όλων των διαφανειών

Διαφάνεια 1

Διαφάνεια 2

Διαφάνεια 3

Διαφάνεια 4

Διαφάνεια 5

Διαφάνεια 6

Διαφάνεια 7

Διαφάνεια 8

Διαφάνεια 9

Διαφάνεια 10

Διαφάνεια 11

Διαφάνεια 12

Διαφάνεια 13

Διαφάνεια 14

Διαφάνεια 17

Ένζυμα Τι είναι τα ένζυμα;

• ΕΝΖΥΜΑ (από το λατινικό fermentum - ζύμωση, προζύμι) είναι ένζυμα, συγκεκριμένες πρωτεΐνες που αυξάνουν τον ρυθμό των χημικών αντιδράσεων στα κύτταρα όλων των ζωντανών οργανισμών.
• Η επιστήμη των ενζύμων ονομάζεται ενζυμολογία.

• Ο όρος «ένζυμο» επινοήθηκε τον 17ο αιώνα από τον χημικό van Helmont όταν συζητούσε τους μηχανισμούς της πέψης.

• Το 1833, οι Γάλλοι χημικοί A. Payen και J. Persaud ήταν οι πρώτοι που απομόνωσαν μια δραστική ουσία από βλαστημένους κόκκους κριθαριού που μετατρέπει το άμυλο σε ζάχαρη και ονομάζεται διαστάση (αμυλάση).

• Στα μέσα του 19ου αιώνα. Ξέσπασε μια συζήτηση για τη φύση της ζύμωσης. Ο Παστέρ πίστευε ότι η ζύμωση προκαλείται μόνο από ζωντανούς μικροοργανισμούς και ότι η διαδικασία της ζύμωσης είναι άρρηκτα συνδεδεμένη με τη ζωτική τους δραστηριότητα. Και ο Liebig και οι υποστηρικτές του, υπερασπιζόμενοι τη χημική φύση της ζύμωσης, πίστευαν ότι ήταν συνέπεια του σχηματισμού διαλυτών ενζύμων στα κύτταρα των μικροοργανισμών.

• Λουί Παστέρ

• Eustace Liebig

• Marcelin Berthelot

• Κλοντ Μπερνάρ

• Η συζήτηση μεταξύ Liebig και Pasteur σχετικά με τη φύση της ζύμωσης επιλύθηκε το 1897 από τον E. Buchner, ο οποίος, αλέθοντας μαγιά με χώμα εγχύσεως, απομόνωσε από αυτούς ένα διαλυτό ένζυμο χωρίς κύτταρα (zimaza), το οποίο προκάλεσε αλκοολική ζύμωση. Η ανακάλυψη του Buchner επιβεβαίωσε την υλιστική κατανόηση της φύσης της ζύμωσης.

• Όλα τα ένζυμα χωρίζονται σε δύο μεγάλες ομάδες: ενός συστατικού, που αποτελείται αποκλειστικά από πρωτεΐνη, και δύο συστατικών, που αποτελείται από μια πρωτεΐνη, που ονομάζεται αποένζυμο, και ένα μη πρωτεϊνικό μέρος, που ονομάζεται προσθετική ομάδα.

• Το μοριακό βάρος των ενζύμων βρίσκεται εντός 10 χιλιάδων -
• 1 εκατομμύριο. Μπορούν να αποτελούνται από μία ή περισσότερες πολυπεπτιδικές αλυσίδες και μπορούν να αντιπροσωπεύονται από σύνθετες πρωτεΐνες.

• Τα ένζυμα δρουν ως καταλύτες σε όλες σχεδόν τις βιοχημικές αντιδράσεις που συμβαίνουν σε ζωντανούς οργανισμούς - καταλύουν περίπου 4000 βιοαντιδράσεις. Τα ένζυμα παίζουν ζωτικό ρόλο σε όλες τις διαδικασίες της ζωής, κατευθύνοντας και ρυθμίζοντας το μεταβολισμό του σώματος..

• Σε ένα κύτταρο, ορισμένα ένζυμα βρίσκονται στο κυτταρόπλασμα, αλλά κυρίως τα ένζυμα συνδέονται με ορισμένες κυτταρικές δομές. Στον πυρήνα, για παράδειγμα, υπάρχουν ένζυμα υπεύθυνα για την αντιγραφή - σύνθεση DNA
• και για τη μεταγραφή του - το σχηματισμό RNA.

• DNA λιγάση

• Η δράση των ενζύμων εξαρτάται από διάφορους παράγοντες:
• Από θερμοκρασία (max 40-50°C)
• Η ενεργός αντίδραση του περιβάλλοντος είναι το pH (οξύτητα).
• Από την παρουσία ειδικών ενεργοποιητών και μη ειδικών ή ειδικών αναστολέων.

• Η δράση των ενζύμων είναι αυστηρά ειδική και εξαρτάται από τη δομή του υποστρώματος στο οποίο δρα το ένζυμο. Ένα εξαιρετικό παράδειγμα μιας τέτοιας εξάρτησης είναι η καταλυόμενη από αργινάση αντίδραση της υδρολυτικής διάσπασης του αμινοξέος αργινίνη σε ορνιθίνη και ουρία:

• Πολλά ένζυμα απαιτούν μη πρωτεϊνικές ουσίες - συμπαράγοντες - για να είναι ενεργά. Οι συμπαράγοντες μπορεί να είναι είτε ανόργανα μόρια (ιόντα μετάλλων, συστάδες σιδήρου-θείου κ.λπ.) είτε οργανικοί (για παράδειγμα, φλαβίνη ή αίμη).

• Τυπικά, τα ένζυμα απομονώνονται από ζωικούς ιστούς, φυτά, κύτταρα και πολιτιστικά υγρά μικροοργανισμών, βιολογικά υγρά (αίμα, λέμφος κ.λπ.).
• Οι μέθοδοι γενετικής μηχανικής χρησιμοποιούνται για τη λήψη ορισμένων ενζύμων που είναι δύσκολο να αποκτηθούν.

• Η απουσία ή η μείωση της δραστηριότητας οποιουδήποτε ενζύμου στον άνθρωπο οδηγεί σε ανάπτυξη ασθενειών ή θάνατο του σώματος. Για παράδειγμα, μια κληρονομική ασθένεια των παιδιών - γαλακτοζαιμία (οδηγεί σε νοητική υστέρηση) - αναπτύσσεται ως αποτέλεσμα παραβίασης της σύνθεσης του ενζύμου που είναι υπεύθυνο για τη μετατροπή της γαλακτόζης σε εύπεπτη γλυκόζη.
• Ο προσδιορισμός της δραστηριότητας πολλών ενζύμων στο αίμα, στα ούρα, στο εγκεφαλονωτιαίο, στο σπερματικό και σε άλλα σωματικά υγρά χρησιμοποιείται για τη διάγνωση ορισμένων ασθενειών.

• Οι ενζυμικές διεργασίες αποτελούν τη βάση πολλών βιομηχανιών: αρτοποιία, οινοποίηση, ζυθοποιία, τυροκομία, παραγωγή αλκοόλ, τσάι, ξύδι.

• Η καταλάση χρησιμοποιείται ευρέως στις βιομηχανίες τροφίμων και καουτσούκ και οι κυτταρινάσες και οι πηκτιδάσες που διασπούν τους πολυσακχαρίτες χρησιμοποιούνται για τον καθαρισμό των χυμών φρούτων.

• Τα ένζυμα χρησιμοποιούνται για την παραγωγή φαρμάκων και πολύπλοκων χημικών ενώσεων.

• Επιστημονικός υπεύθυνος – καθηγητής χημείας ανώτατης κατηγορίας
• Prokoshina Natalya Evgenievna
• Αγία Πετρούπολη
• 2009

Παρουσίαση με θέμα «Ένζυμα» στη βιολογία σε μορφή powerpoint. Μια εκπαιδευτική παρουσίαση για μαθητές μιλά για το τι είναι τα ένζυμα, πώς ανακαλύφθηκαν και ποια σημασία έχουν για την ανθρώπινη υγεία. Συγγραφέας της παρουσίασης: Mandzhieva Erkena.

Αποσπάσματα από την παρουσίαση

Τι είναι τα ένζυμα;

ΕΝΖΥΜΑ (από το λατινικό "fermentum" - ζύμωση, προζύμι), ένζυμα, ειδικές πρωτεΐνες που αυξάνουν τον ρυθμό των χημικών αντιδράσεων στα κύτταρα όλων των ζωντανών οργανισμών. Ονομάζονται επίσης βιοκαταλύτες κατ' αναλογία με τους καταλύτες στη χημεία. Κάθε τύπος ενζύμου καταλύει τον μετασχηματισμό ορισμένων ουσιών (υποστρωμάτων), μερικές φορές μόνο μιας ουσίας προς μία μόνο κατεύθυνση. Ως εκ τούτου, πολυάριθμες βιοχημικές αντιδράσεις στα κύτταρα πραγματοποιούνται από έναν τεράστιο αριθμό διαφορετικών ενζύμων.

Ιστορία της ανακάλυψης ενζύμων

Οι διεργασίες που συμβαίνουν με τη συμμετοχή ενζύμων ήταν γνωστές στον άνθρωπο από την αρχαιότητα, επειδή η παρασκευή του ψωμιού, του τυριού, του κρασιού και του ξιδιού βασίζεται σε ενζυμικές διαδικασίες. Αλλά μόνο το 1833, για πρώτη φορά, απομονώθηκε μια δραστική ουσία από βλαστημένους κόκκους κριθαριού, η οποία μετέτρεψε το άμυλο σε ζάχαρη και ονομάστηκε διαστάση (τώρα αυτό το ένζυμο ονομάζεται αμυλάση). Στα τέλη του 19ου αιώνα. Έχει αποδειχθεί ότι ο χυμός που λαμβάνεται με άλεση κυττάρων ζύμης περιέχει ένα σύνθετο μείγμα ενζύμων που εξασφαλίζουν τη διαδικασία της αλκοολικής ζύμωσης. Από εκείνη την εποχή άρχισε η εντατική μελέτη των ενζύμων - η δομή και ο μηχανισμός δράσης τους.

Ο ρόλος των ενζύμων στο σώμα

• Τα ένζυμα εμπλέκονται σε όλες τις μεταβολικές διεργασίες και στην εφαρμογή της γενετικής πληροφορίας. Η ικανότητα γρήγορης πέψης των τροφίμων σε έναν ζωντανό οργανισμό επιτυγχάνεται χάρη σε αυτά.
• Τα ένζυμα είναι το «εργατικό δυναμικό» που χτίζει το σώμα σας, όπως οι οικοδόμοι χτίζουν σπίτια. Μπορεί να έχετε όλα τα οικοδομικά υλικά που χρειάζεστε, αλλά για να χτίσετε ένα σπίτι θα χρειαστείτε εργάτες, που είναι αυτοί.
• Υπάρχουν πολλά ένζυμα που λειτουργούν στο σώμα. Κάθε ένα από αυτά έχει το δικό του σκοπό. Η πρωτεάση είναι ένα ένζυμο που αφομοιώνει την πρωτεΐνη, η λιπάση χωνεύει τα λίπη. Η αμυλάση χωνεύει τους υδατάνθρακες και η κυτταρινάση χωνεύει τις ίνες.

Από πού παίρνει το σώμα μας ένζυμα;

• Κληρονομούμε ένα συγκεκριμένο δυναμικό ενζύμου κατά τη γέννηση. Αυτή η περιορισμένη προσφορά διαρκεί μια ζωή. Όσο πιο γρήγορα καταναλώνετε την ενζυμική ενέργεια, τόσο πιο γρήγορα θα ξεμείνετε από ενέργεια. Ζείτε όσο το σώμα σας έχει παράγοντες ενζυμικής δραστηριότητας από τους οποίους παράγει νέα ένζυμα. Όταν φτάσετε σε ένα σημείο όπου το σώμα σας δεν είναι πλέον σε θέση να παράγει ένζυμα, η ζωή σας έχει τελειώσει.
• Για τους ανθρώπους, η κύρια πηγή «επιπλέον» ενζύμων είναι η τροφή. Πρέπει να περιέχει ένα «ορισμένο σύνολο» από αυτά. Εάν υπάρχουν ένζυμα στα τρόφιμα, τότε τα ίδια εκτελούν ένα σημαντικό μέρος του έργου της πέψης των τροφίμων. Αλλά αν τρώτε τροφή που έχει υποστεί θερμική επεξεργασία και στερείται ενζύμων, το σώμα αναγκάζεται να παράγει ένζυμα για την πέψη. Αυτό μειώνει σημαντικά το περιορισμένο δυναμικό ενζύμου.
• Σήμερα γνωρίζουμε ότι τα καρκινικά κύτταρα προστατεύονται από μια πρωτεϊνική επικάλυψη που εμποδίζει το ανοσοποιητικό σύστημα να τα αναγνωρίσει. Μόνο τα ένζυμα μπορούν να αφαιρέσουν αυτή τη μεμβράνη, εκθέτοντας έτσι τα κακοήθη κύτταρα. Αυτός είναι ο λόγος που οι καρκινοπαθείς περιορίζουν το κρέας στη διατροφή τους ή το αποκλείουν εντελώς: αυτό εξοικονομεί τα ένζυμα που διασπούν το κρέας, δίνοντάς τους την ευκαιρία να συμμετέχουν στην έκθεση των καρκινικών κυττάρων
• Έτσι, εάν τρώτε κάτι βραστό και το κρέας υποβάλλεται πάντα σε θερμότητα ή άλλη επεξεργασία, φροντίστε να τρώτε 3 φορές περισσότερα ωμά λαχανικά μαζί με το βρασμένο προϊόν.
• Τα ένζυμα λειτουργούν συνεχώς στο σώμα: χωρίς αυτά, δεν λαμβάνει χώρα ούτε μία διαδικασία. Διασπούν την τροφή σε κυτταρικό επίπεδο, δημιουργούν μυς από πρωτεΐνες, απελευθερώνουν διοξείδιο του άνθρακα από τους πνεύμονες, υποστηρίζουν το ανοσοποιητικό σύστημα στη μάχη κατά των λοιμώξεων, αυξάνουν το επίπεδο αντοχής του σώματος και βοηθούν το πεπτικό σύστημα να λειτουργεί σωστά. Εκτός από όλα τα παραπάνω, τα ένζυμα:
• καταστρέφουν και αφαιρούν διάφορα λίπη από το σώμα.
• πρόληψη της χρόνιας πορείας της νόσου.
• Κράτα μας νέους και βοήθησέ μας να δείχνουμε όμορφα.
• αύξηση της ενέργειας και της αντοχής?
• πρόληψη της ορμονικής ανισορροπίας στο σώμα.

Καταλυτικές ιδιότητες ενζύμων

Τα ένζυμα είναι οι πιο δραστικοί από όλους τους γνωστούς καταλύτες. Οι περισσότερες αντιδράσεις στο κύτταρο προχωρούν εκατομμύρια και δισεκατομμύρια φορές πιο γρήγορα από ό,τι αν συνέβαιναν απουσία ενζύμων. Έτσι, ένα μόριο του ενζύμου καταλάσης είναι ικανό να μετατρέψει έως και 10 χιλιάδες μόρια υπεροξειδίου του υδρογόνου, τοξικά για τα κύτταρα, που σχηματίζονται κατά την οξείδωση διαφόρων ενώσεων, σε νερό και οξυγόνο σε ένα δευτερόλεπτο. Οι καταλυτικές ιδιότητες των ενζύμων οφείλονται στην ικανότητά τους να μειώνουν σημαντικά την ενέργεια ενεργοποίησης των αντιδρώντων ενώσεων, δηλαδή, παρουσία ενζύμων, απαιτείται λιγότερη ενέργεια για να «ξεκινήσει» μια δεδομένη αντίδραση.

Συνθήκες ενζυμικής δράσης

• Όλες οι αντιδράσεις που περιλαμβάνουν ένζυμα συμβαίνουν κυρίως σε ουδέτερο, ελαφρώς αλκαλικό ή ελαφρώς όξινο περιβάλλον. Ωστόσο, η μέγιστη δραστικότητα κάθε μεμονωμένου ενζύμου εμφανίζεται σε αυστηρά καθορισμένες τιμές pH. Για τη δράση των περισσότερων ενζύμων στα θερμόαιμα ζώα, η πιο ευνοϊκή θερμοκρασία είναι 37-40oC.
• Στα φυτά, σε θερμοκρασίες κάτω των 0ο C, η δράση των ενζύμων δεν σταματά εντελώς, αν και η ζωτική δραστηριότητα των φυτών μειώνεται απότομα. Οι ενζυμικές διεργασίες, κατά κανόνα, δεν μπορούν να συμβούν σε θερμοκρασίες πάνω από 70ο C, καθώς τα ένζυμα, όπως και κάθε πρωτεΐνη, υπόκεινται σε θερμική μετουσίωση (δομική καταστροφή).

Χημική φύση των ενζύμων

• Όλα τα ένζυμα είναι πρωτεΐνες με μοριακό βάρος που κυμαίνεται από 15.000 έως αρκετά εκατομμύρια Da. Όλα τα ένζυμα είναι πρωτεΐνες, αλλά δεν είναι όλες οι πρωτεΐνες ένζυμα. Με βάση τη χημική τους δομή χωρίζονται σε απλά και σύνθετα (έχουν μη πρωτεϊνικό τμήμα ή προσθετική ομάδα).
• Οι λειτουργίες της προσθετικής ομάδας είναι οι εξής: συμμετοχή στην πράξη της κατάλυσης, επαφή του ενζύμου με το υπόστρωμα, σταθεροποίηση του μορίου του ενζύμου στο χώρο.
• Κατά τη διαδικασία της κατάλυσης μιας αντίδρασης, όχι ολόκληρο το μόριο του ενζύμου, αλλά ένα ορισμένο μέρος του, που ονομάζεται ενεργό κέντρο, έρχεται σε επαφή με το υπόστρωμα. Αυτή η ζώνη του μορίου δεν αποτελείται από μια αλληλουχία αμινοξέων, αλλά σχηματίζεται με συστροφή του μορίου πρωτεΐνης σε μια τριτοταγή δομή. Μεμονωμένα τμήματα αμινοξέων έρχονται πιο κοντά το ένα στο άλλο, σχηματίζοντας μια συγκεκριμένη διαμόρφωση του ενεργού κέντρου.
• Εκτός από το ενεργό κέντρο, ένας αριθμός ενζύμων είναι εξοπλισμένος με ένα ρυθμιστικό (αλλοστερικό) κέντρο. Ουσίες που επηρεάζουν την καταλυτική του δράση αλληλεπιδρούν με αυτή τη ζώνη του ενζύμου.

Τα μεγέθη των ενζύμων και η δομή τους

• Το μοριακό βάρος των ενζύμων, όπως όλες οι άλλες πρωτεΐνες, κυμαίνεται από 10 χιλιάδες - 1 εκατομμύριο (αλλά μπορεί να είναι περισσότερο). Μπορούν να αποτελούνται από μία ή περισσότερες πολυπεπτιδικές αλυσίδες και μπορεί να αντιπροσωπεύονται από σύνθετες πρωτεΐνες. Το τελευταίο, μαζί με το πρωτεϊνικό συστατικό (αποένζυμο), περιλαμβάνει χαμηλομοριακές ενώσεις - συνένζυμα (συμπαράγοντες, συνένζυμα), συμπεριλαμβανομένων ιόντων μετάλλων, νουκλεοτιδίων, βιταμινών και των παραγώγων τους. Ορισμένα ένζυμα σχηματίζονται με τη μορφή ανενεργών προδρόμων (προένζυμα) και γίνονται ενεργά μετά από ορισμένες αλλαγές στη δομή του μορίου, για παράδειγμα, μετά την αποκοπή ενός μικρού θραύσματος από αυτό.
• Πολλά ένζυμα σχηματίζουν τα λεγόμενα ενζυμικά σύμπλοκα. Τέτοια σύμπλοκα, για παράδειγμα, είναι ενσωματωμένα στις μεμβράνες των κυττάρων ή των κυτταρικών οργανιδίων και εμπλέκονται στη μεταφορά ουσιών.

Ασθένειες που σχετίζονται με μειωμένη παραγωγή ενζύμων

• Η απουσία ή η μείωση της δραστηριότητας οποιουδήποτε ενζύμου (συχνά υπερβολική δραστηριότητα) στον άνθρωπο οδηγεί στην ανάπτυξη ασθενειών (ενζυμοπάθειες) ή στο θάνατο του οργανισμού. Έτσι, μια κληρονομική ασθένεια των παιδιών - γαλακτοζαιμία (οδηγεί σε νοητική υστέρηση) - αναπτύσσεται ως αποτέλεσμα παραβίασης της σύνθεσης του ενζύμου που είναι υπεύθυνο για τη μετατροπή της γαλακτόζης σε εύπεπτη γλυκόζη.
• Η αιτία μιας άλλης κληρονομικής ασθένειας - της φαινυλκετονουρίας, που συνοδεύεται από διαταραχή της νοητικής δραστηριότητας, είναι η απώλεια της ικανότητας των ηπατικών κυττάρων να συνθέτουν το ένζυμο που καταλύει τη μετατροπή του αμινοξέος φαινυλαλανίνη σε τυροσίνη.
• Ο προσδιορισμός της δραστηριότητας πολλών ενζύμων στο αίμα, στα ούρα, στο εγκεφαλονωτιαίο, στο σπερματικό και σε άλλα σωματικά υγρά χρησιμοποιείται για τη διάγνωση ορισμένων ασθενειών. Χρησιμοποιώντας αυτήν την ανάλυση ορού αίματος, είναι δυνατό να ανιχνευθούν έμφραγμα του μυοκαρδίου, ιογενής ηπατίτιδα, παγκρεατίτιδα, νεφρίτιδα και άλλες ασθένειες σε πρώιμο στάδιο.

Ανθρώπινη χρήση ενζύμων

Δεδομένου ότι τα ένζυμα διατηρούν τις ιδιότητές τους έξω από το σώμα, χρησιμοποιούνται με επιτυχία σε διάφορες βιομηχανίες. Για παράδειγμα, το πρωτεολυτικό ένζυμο παπάγιας (από το χυμό παπάγιας) - στην παρασκευή, για να μαλακώσει το κρέας. πεψίνη - στην παραγωγή «έτοιμων» δημητριακών και ως φαρμακευτικό προϊόν. θρυψίνη - στην παραγωγή προϊόντων παιδικής τροφής. rennin (πυτιά από το στομάχι ενός μοσχαριού) - στην τυροκομία. Η καταλάση χρησιμοποιείται ευρέως στις βιομηχανίες τροφίμων και καουτσούκ και οι κυτταρινάσες και οι πηκτιδάσες που διασπούν τους πολυσακχαρίτες χρησιμοποιούνται για τον καθαρισμό των χυμών φρούτων.