FERMENTLAR, ULARNING TUZILISHI. FERMENTLARNING TA’SIR QILISH MEXANIZMI (Fermentlarning kimyoviy tuzilishi. Kofermentlar, Fermentlarning faollik markazi, Fermentlarning nobiologik katalizatorlarga o'xshashligi va farqli jihatlari)
Yuklangan vaqt
2024-05-12
Yuklab olishlar soni
2
Sahifalar soni
10
Faytl hajmi
185,8 KB
Ilmiybaza.uz
FERMENTLAR, ULARNING TUZILISHI. FERMENTLARNING TA’SIR
QILISH MEXANIZMI
Reja:
1. Fermentlarning ahamiyati
2. Fermentlarning kimyoviy tuzilishi. Kofermentlar.
3. Fermentlarning faollik markazi
4. Fermentlarning nobiologik katalizatorlarga o’xshashligi va farqli jihatlari.
Ilmiybaza.uz
Fermentlarning ahamiyati
Fermentlar yoki enzimlar oqsil tabiatli o’ta yuqori darajada maxsuslikka ega
bo’lgan moddalar sinfi bo’lib, ular tirik organizmlarda kechadigan ko’p minglab
kimyoviy reaksiyalar, xususan, sintez, parchalanish, xilma-xil tavsifiga ega bo’lgan
o’zaro bir-biriga aylanish reaksiyalarini katalizlaydi. Hozirgi kunda fermentlarni
o’rganuvchi fan enzimologiyani yutuqlari biokimyo va molekulyar biologiyani ko’p
muammolarini yechimi qatori, uning qiyosiy va evolyutsion nuqtayi nazardagi
jihatlariga ham oydinlik kiritishda ustuvor o’rinni egallamoqda. Fermentlar irsiy
belgilarni saqlanishi, ko’chirilishi, bioenergetika, biomolekulalarning parchalanishi
va sintezlanishi kabi hayotiy jarayonlarda ishtirok etadi, umuman olganda, ularning
ishtirokidagi bu reaksiyalarning yig’indisi hayot deb nomlangan mo’jizaviy
jarayonning mazmun va mohiyatini tashkil qiladi.
Fermentlar anorganik katalizatorlardan qator xususiyatlari bo’yicha farqlanadi.
Ular yuqori samaraga ega va mo’tadil harorat va bosimda ham anorganik
katalizatorlarga nisbatan million marta faolroq bo’ladi. ―Enzim‖ (yunoncha,
―enzyme‖ – ―achitqi ichida‖), shuningdek, ―ferment‖ (lotincha, ―fermentation‖
– ―achish‖)dan olingan atamalar bo’lib, gaz ajralishi orqali sodir bo’ladigan achish
degan mazmunga ega. Shu yo’sinda bu biofaol moddalarni o’rganish bo’yicha yangi
enzimologiya yoki fermentologiya deb nomlangan alohida fan shakllandi.
Fermentlarni o’rganish biologiyaning barcha fundamental va amaliy sohalari uchun,
shuningdek, xalq xo’jaligi, tibbiyotda foydalanish uchun zarur bo’lgan kimyo, oziq-
ovqat va farmatsevtika sanoatitining katalizatorlari, vitaminlar va boshqa biologik
faol moddalarni ishlab chiqarish sanoatlari uchun muhim ahamiyatga ega.
Umumiy va molekulyar enzimologiyaning zamonaviy yutuqlari, uning yangi
tarmog’i ‒ tibbiy enzimologiyani rivojlanishiga sababchi bo’ldi. Bu fanning
maqsad va vazifalari jumlasiga enzimopatologiya, enzimodiagnostika va
enzimoterapiya muammolarini yechimiga oid bo’lgan metodologik yondashuvlarni
ishlab chiqish kiradi. Inson umrini uzaytirish bilan bog’liq bo’lgan oziqlanish
muammolari, ya‘ni samarali ovqatlanish, ovqat mahsulotlarining miqdoriy va sifatiy
Ilmiybaza.uz
ko’rsatkichlari, ferment tizimlari faoliyatining me‘yoriyligini ta‘minlashga oid
muammolarning yechimi ham enzimologik tadqiqotlar asosida amalga oshiriladi.
Ko’p irsiy patologik holatlar ham u yoki bu ferment tizimlarining izdan chiqishi yoki
umuman fermentlarni sintezlanmasligi tufayli kelib chiqadi. Hujayraviy o’sish va
rivojlanish, fiziologik funksiyalarning differensiatsiyasi (harakatlanish, makonda
ko’chib yurish, moddalarning tashilishi, qo’zg’alanish va tormozlanish va h.k.lar)
biokatalizatorlarning ishtirokida bo’lib o’tadi.
4.2. Fermentlarning kimyoviy tuzilishi. Kofermentlar.
Bugungi kunda fermentlar oqsil tabiatli moddalar ekanligi to’liq isbotlangan.
Tabiatda ham oddiy oqsil tabiatli, ham murakkab oqsil tabiatli fermentlar mavjud
ekanligi ma‘lum. Oddiy oqsil tabiatlilari gidroliz natijasida faqat aminokislota
qoldiqlarigacha parchalanadi. Bu xil fermentlar gidrolitik fermentlar bo’lib, ularga:
pepsin, tripsin, papain, ureaza, lizotsin, ribonukleaza, fosfataza va boshqalarni
kiritish mumkin. Ko’p fermentlar murakkab oqsil tabiatli bo’lib, ular tarkibi
aminokislotalardan tashkil topgan polipeptid zanjirlaridan tashqari enzimatik
faollikni ta‘minlanishida muhim rol o’ynaydigan u yoki bu xildagi nooqsil tabiatli
component (koferment)dan tashkil topadi. Fermentlarning oqsil tabiatli polipeptid
qismini apoferment, faol ferment molekulasini xoloferment (xoloenzim) deb
nomlanadi. Fermentning nooqsil kismi prostetik guruh yoki koferment deyiladi.
Bu fermentlar xoloferment (faol) holatiga o’tishi uchun apoferment koferment bilan
birikishi lozim. Apoferment va kofermentning o’zaro birikishi ikki xil: eritmalarda
dissotsiatsiyalanmaydigan, ya‘ni barqaror (kovalent bog’ yordamida) holda va
eritmalarda oson dissotsiatsiyalanadigan, ya‘ni barqarorlikka ega bo’lmagan (ion,
vodorod bog’lari, gidrofob o’zaro ta‘sirlanishlar va boshqa) holda bo’lishi mumkin.
Birinchi holatda nooqsil tabiatli komponent kofaktor deb yuritilsa, ikkinchi holatda
uni nomi kofermentligicha qoladi. Bunda bir xil nooqsil tabiatli komponentning
o’zi bir ferment tarkibida o’zini kofaktor sifatida namoyon qilsa, xuddi shu birikma
boshqa ferment tarkibida koferment sifatida namoyon qilishi mumkin ekan.
Masalan, atsetilkoenzim-A-karboksilaza tarkibidagi biotin kofermenti apoferment
bilan kovalent bog’ orqali birikkan bo’ladi. Boshqa holatlarda esa shu nooqsil
Ilmiybaza.uz
tabiatli birikma polipeptid zanjir bilan kuchsiz (vodorod, elektrostatik,
radikallarning o’zaro tortishuvi, efir va h.k.) bog’lar yordamida birikkan bo’lib
osongina dissotsiatsiyalanib ketadi. Bunda ferment preparatini ajratib olish
jarayonidagi operatsiyalarda foydalanilgan past molekulali moddalardan tozalash
uchun dializ qilganda, dializat oqsil komponentini o’zidan iborat bo’lib qoladi va
buning natijasida muayyan ferment o’z faolligini yo’qotadi. Dializlanadigan
kofermentlar jumlasiga B1, B2, B6, PP vitaminlarini kiritish mumkin. Lekin ular
o’rtasidagi farqni mutloq tarzda tushinish ham o’rinli emas, chunki masalan, bir
holatda
FAD
(flavinadenindinukleotid
‒
B2
vitaminini
hosilasi)
D-
aminokislotalarini oksidazalari tarkibida uchraganda koferment tarzida uchrab,
dializ qilganda polipeptiddan osongina ajralsa, to’qimani nafas olish fermentlari
tarkibida bo’lganda, u apoferment bilan mustahkam ravishda kovalent bog’ orqali
birikkan bo’lib, dializ qilganda apofermentdan ajralmaydi va, demak, u kofaktor
sifatida uchraydi.
Fermentlarning nooqsil tabiatli qismi (koferment yoki kofaktori) sifatida organik va
anorganik (metallar) moddalar xizmat qilishi mumkin.
Ular kimyoviy nuqtayi nazardan quyidagi guruhlarga bo’linadi:
1. Nukleotid tuzilishiga ega bo’lgan nooqsil moddalar.
2. Vitaminlar va ularning hosilalari.
3. Boshqa nooqsil tabiatli moddalar.
4. Metallar va tarkibida metall tutuvchi nooqsil tabiatli moddalar.
Hozirgi kungacha 3000 dan ziyod fermentlar ma‘lum bo’lib, ularning ko’pchiligi
o’zining katalitik faolligini namoyon qilishi uchun ferment molekulasi tarkibida
koferment yoki kofaktorlarning bo’lishi kerak bo’ladi. Bu fermentlar jumlasiga:
oksireduktazalar va transferazalar, ligazalarning hammasi, liazalarning ancha qismi
va ba‘zi izomerazalar kiradi. Yuqorida keltirilganidek, faqat gidrolazalar
kofermentlarga ―muhtoj‖ emas, ular katalitik jarayonni molekulada mavjud bo’lgan
faol markaz ishtirokida amalga oshiradi. Kofermentlarning kimyoviy tabiati xilma-
xildir. Ular orasida alifatik, aromatik, hamda geterosiklik tuzilishga ega bo’lgan
Ilmiybaza.uz
organik birikmalar uchraydi va bu kofermentlar bir komponentli va ko’p
komponentli bo’lishi mumkin.
Kofermentli enzimlarning 85 % nukleotid tabiatiga ega bo’lib, ulardan taxminan 165
tasi NAD+, 155 tasi NADF+, 50 tasi ham NAD+ ham NADF+, 80 tasi koenzim A
va 225 tasi ATF+ tutadi. Piridoksalfosfat ham ancha keng tarqalgan kofermentlardan
biri hisoblanadi. Qator fermentlarning tarkibida koferment sifatida FMN va FAD,
shuningdek, xinoid tabiatli birikmalar uchraydi. Nukleotid fosfatli kofermentlar.
Bunga
nikotinamidli
kofermentlar-
nikotinadenindinukleotid
(NAD),
nikotinadenindinukletidfosfat (NADF) kiradi (9rasm).
. NAD+ va NADF+ ning tuzilishi
Ular pirimidin va purin asoslari, ikki molekula karbonsuv va pirofosfat kislotadan
tashkil topgan. Bu kofermentlar tarkibida PP vitamini uchraydi, shu sababli ularni
vitaminlarning hosilalari tabiatli kofermentlarga kiritish mumkin. NADF+
kofermenti NAD+ dan molekulaning adenozin qismini 2-karbon atomiga yana bir
molekula ortofosfat kislota qoldig’i birikkanligi bilan farq qiladi. NAD+ va
NADF+ni aynan kofermentlar guruhiga kiritsa bo’ladi, chunki ular oqsil molekulasi
bilan unchalik barqaror birikmaydi va biokimyoviy reaksiyalar siklida bir
fermentdan boshqasiga ko’chib o’tishi mumkin. Koferment oqsil molekulasi bilan
elektrostatik va gidrofob ta‘sirlanish kuchlari evaziga birikadi. Nikotinamid
kofermentlar juda ko’p degidrogenazalparning tarkibida uchraydi. NAD+ va NADF+
Ilmiybaza.uz
tutuvchi degidrogenazalar gidrid (H+) ionni substratdan kofermentning nikotinamid
qismiga ko’chiradi, bunda proton reaksion muhitga o’tadi:
Qaytarilgan NADH2 va NADFH2 larning piridin halqasini azoti zaryadga ega emas
va piridin xalqaning 4-karbon atomida substratdan tortib olingan vodorodni o’ziga
biriktirib oladi. Bunda hosil bo’lgan NADH va NADFHning apoferment bilan
bog’lanishi yo’qoladi va degidrogenazadan ajraladi. Keyin qaytarilgan kofermentlar
elektron va protonlarni ikkinchi fermentning akseptoriga ko’chirish orqali
oksidlanadi. Shunday qilib, NAD+ va NADH, shuningdek, NADF+ va NADFHlar
siklik ravishda o’z funksiyasini bajarib, dismutatsiyalarda ishtirok etadi, ya‘ni bir
metabolitni boshqa metabolit yordami bilan qaytarilishini ta‘minlaydi .
Flavinli
kofermentlar.
Bu
guruhga
flavinmononukleotid
(FMN)
va
flavinadenindinukleotid (FAD)lar kiradi. Bu ikkala nukleotidni bir yo’la B2 vitamini
(riboflavin)ning hosilasi sifatida ham qarash mumkin (10-rasm).
Ilmiybaza.uz
10-rasm. FMN va FADlarning kimyoviy tuzilishi.
FMN nukleotid (yaqqol) emas, chunki uni tarkibida ribozani o’rniga ribitol spirti
uchraydi, u nukleozid bog’ hosil qilmaydi. Bu birikmada azotli asos sifatidagi
funksiyani purin va pirimidin asoslari jumlasiga kirmaydigan izoalloksazin bajaradi.
Ikkala flavinli nukleotid ham fermentlarning oqsil komponenti bilan barqaror, hatto
ba‘zan kovalent bog’ yordamida bog’langan bo’ladi, shu bois ularni prostetik guruh
deb yuritiladi. Bu kofermentlar qator oksidlovchi-qaytaruvchi fermentlarning
tarkibiga kiradi. Hozirgi kungacha 80 ga yaqin flavinli fermentlarning borligi
isbotlangan, ularning ko’pchiligining tarkibida nooqsil komponent sifatida FAD
uchraydi. Flavoproteinli tabiatga ega bo’lgan fermentlar xilma-xil oksidlovchi-