FERMENTLAR, ULARNING TUZILISHI, XOSSALARI, TA’SIR ETISH MEXANIZMI REJA: 1. Fermentlar haqidagi ta’limot va uning rivojlanish tarixi. 2. Fermentlarning ximyaviy tuzilishi va tabiati. 3. Fermentlarning ta’sir etish mehanizmi. 4. Fermentlarning klassifikatsiyasi 5. Kofermentlar tuzilishi va klassifikatsiyasi Tayanch iboralar: Ferment, flovenadenin nukliotit, sitoxromooksitazalar. Fermentlarning tirik hujayralar tomonidan ularning shu organizmda o’tadigan barcha kimyoviy jarayonlarni tezlashtirishda ishtirok etadigan maxsus oqsil moddalardir shuning uchun ular biokatalizatorlar deb ataladi. Fermentlar baocha tirik organizm hujayralari to’qimalari va suyuqliklari tarkibida uchraydi. Хimyaviy reaksiyalar tezligini katalizatorlar tasirida o’zgarish jarayonini kataliz jarayoni deyiladi. Fermentlar ba’zi xususiyatlariga ko’ra boshqa ktalizatorlardan keskin farq qiladi. Birinchidan ular nihoyatda samarali ta’sir mexanizmiga ega. Optimal sharoitda anorganik katalizatorlarga nisbatan juda katta tezlik bilan tasir qiladi. Ikkinchidan fermentlar spetsifik tasir qilish mexanizmiga ega. Uchinchidan hujayradagi bioximyaviy protseslar ferment yordamida qat’iy ravishda boshqarilib turadi. Тo’rtinchidan fermentlar ishtimrokida katalizlanadigan reaksiyalar doirasi bir muncha keng bo’lib ular tirik organizmlarda kechadigan oksidlanish-qaytarilish gidroliz izomerizatsiya turli gruppalarning ko’chishiga ega. Shunga o’xshash bir qator reaksiyalarni katalizlaydi. Umuman ferment degan nom lotinchada fermenteriy to’lqinlantiruvchi degan nomni anglatib bu tushuncha birinchi marta XVII asrning boshlarida mashhur golland tabiatshunosi Vai-Gelmont tomonidan ovqat hazmlanish jarayonida oziq moddalrning haqiqiy ximyaviy o’zgarishi uchun zarur bo’lgan maxsus agentlarga nisbatan qo’llanilgan. 1814 yilda Peterburg akademiyasining haqiqiy a’zosi K.S.Krxgof unuyotgan arpa donidan ajratib olingan ishra kraxmalni shakrgacha parchalash xususiyatiga egaligini aniqladi va u bu kashfiyoti bilan fermentlar haqidagi ta’limotga asos soldi. Fransuz olimlari A.Payen va Х.Persolar karxmalni shakarga aylantiruvchi moddani spirt yordamidja cho’kmaga tushirib uni kukun holda ajratib olishga muvofiq bo’ldi va bu moddani diastaza deb atashdi. 1926 yilda D.J.Samner birinchi bo’lib loviya urug’ini tarkibidan uriaza fermentini kristall holatda ajratib olishga muyassar bo’ldi. 1931-32 yillarda Nortrop va Kunits bir necha boshqa fermentlarni jumladan pepsin fermentini kristall holatda ajratib oldi. Fermentlarni kashf qilishda bir qator olimlar Shvan (1836) oshqozon shirasidan ajratib olingan fermentga pepsin A.Ya.Danilevskiy (1862) oshqozon osti bezidan ajralgan suyuqlikka tripsin deb nom berdilar. I.P.Pavlov (1877) fermentlar oqsil tabiatli brikmalar degan edi. Fermentlarni o’rganish sohasidagi erishilgan yutuqlar achitqi zamburag’lar tasirida borayotgan achish yoki bijg’ish protseslari bilan bog’liq. XIX asr oxirlarida mashhur nemis ximigi Yustis Libix va mikrobiologiya faniga asos solgan buyuk fransuz olimi Lui Paster orasida achish protsessining tabiati to’g’risida katta munozara bo’lgan. Libix va uning tarafdorlari achish protsessini tirik organizmlardagi maxsus ximyaviy moddalar (fermentlar) bilan bog’laganlar va ularning ta’siri hujayrani faoliyati bilan bog’liq emas deb tushuntirishgan. L. Paster esa o’z tajribalariga asoslanib achish protsessini achitqi zambrug’larini faoliyati bilan bog’laydi. U fermentlarning tasiri va xususiyati hujayra bilan chambarchas bog’liq ularni hujayradan ajratib bo’lmaydji degan fikrni ilgari surgan. O’sha davrlarda achitqi zambrug’larining faoliyati bilan bog’liq bo’lgan va faqat tirik hujayralarda o’z ta’sirini kfrsatadigan fermentlar tashkil topgan. Fermentlar deb nomlagan. Bunga qarshi o’simlik to’qimalari shirasidan iborat bo’lgan va hujayradan ajratib olgandan keyin ham o’z aktivligini ko’rsataveradigan diastaza invertaza kabi fermentlar tashkil topmagan fermentlar deb atalgan. (tashkil topmagan fermentlarni V.Kyuney 1878). Enzin (grekcha Enzimon) achitqi ichida deb atashni taklif qilgan. L.Paster va Yu.Libix va ularning tarafdorlari orasidagi tortishuvlar bir necha yillardan keyin nemis olimi E.Bexner tomonidan hal qilindi. U 1837 yili achitqi zambrug’larini qum bilan ezib 500 atmosfera bosim ostida siqish yo’li bilan hujayra eritmasini olishga muvofiq bo’ldi. Bu eritma tarkibida tirik hujayralar bo’lmasada ular shakarlari achitish hususiyatiga ega edi. Shunday qilib achitqi zambrug’lari ferment emasligi balki tarkibida ferment tutganligi uchun shakarni spirtga achitish xususiyatiga egaligi Buxmerning tajribasi asosida aniqlandi va yuqoridagi tortishuvga chek qo’yildi. Fermentlar haqidagi ta’limotni keyingi rivojlanish tarixi. Fizik va kalloid kimyo fanlari erishgan yutuqlar bilan bog’liq. 1. Fermentlarning kimyoviy tabiati haqida. XX asrning boshlariga qadar deyarli ma’lumot bo’lmagan hattoki 1926-30 yillarda Villshetder J.Samner, D.Nortrop kabi olimlar ham fermentlarni kristall holda ajratib olganlarida ham ularninggsh kimyoviy tabiati haqida to’liq tasavvurga ega bo’lmaganlar. Fermentlarni kimyoviy tavbiati haqidagi dastlabki fikr Paster achish fermentlarini qaynatganda ularning aktivligi mutloqo yo’qolgandan keyin paydo bo’lgan. Yani fermentlar oqsil tabiatli moddalar bo’lsa kerak degan taxmin paydo bo’ldi. Chunki oqsillargina qaynatilsa denaturatsiyaga uchraydi barcha fermentlar turli fizik va ximyaviy omillar ta’sirida oqsillar singari denaturatsiyalanadi. Hozirgi kunda 2000 dan ko’proq ferment aniqlangan bo’lib ularning 200 dan ko’prog’i kristall holda ajratib olingan. Хimyaviy tarkibi bo’yicha barcha fermentlar 2 guruhga: 1 komponentli va 2 komponentli fermentlarga bo’linadi. Bir komponentli fermentlar molekulalari faqat polipeptid yoki oddiy oqsillardan tashkil topgan. Masalan: pepsin, tripsin, popain, ureaza, ribonukleaza, fosfofaza kabilardir. Ikki komponentli fermentlar molekulalari biron-bir hil oddiy oqsillardan va biron bir hil oqsilmas moddalardan iborat bo’ladi. Shuning uchun ikki komponentli fermentlarni murakkab oqsillarning vakillari deb hisoblanadi. Ikki komponentli fermentlarning oqsilmas qismi kofaktor deb ataladi. Ikki komponentli fermentlarni xolofermentlar deb bir komponentli fermentlarni anofermentlar deb ataladi. Kofermentlar anorganik va organik tarkibli bo’lib anorganik kofaktorlar qatoriga Mg, Mn, Fe, Cu, K, Na kabi ionlarni kritish mumkin masalan: Karboksipeptiaza, Karboangidraza, alkogoldegidraza molekulasidir. Rux sitoxromooksitazalar kataliza peroksitazalar molekulasida temir bo’ladi. Organik kofaktorlarning ko’pincha vitaminlar tashkil qiladi. Molekulasida vitaminlar ishtirok etuvchi ikkilamchi fermentlarga misol qilib dekarboksilaza fermentini molekulasida (B vitamini) bo’ladi. Degidrogenaza fermentlarini (ularning ba’zilarida RR vitamini ba’zilarida B2 vitamini bo’ladi) ko’rsatish mumkin. Тarkibida RR vitamini nikotin kislotaning amidi tuzilishi ishtirok etuvchi degidrogenaza fermentlari oqsilsiz qisimni a’zi birlari NAD ba’zilarida esa NADF molekulasida B2 viamini (Riboflavin) ishtirok etadigan degidrogenaza fermenti oqsilsiz qismini ayrimlarini flovenadenin nukliotit (FAD) va ayrimlarini mononuklitdar (FMN) deb ataladi. Ikki nomli fermentlarning oqsilsiz qismlari ximyaviy reaksiyalar vaqtida ba’zi guruxlar yoki elektroprotonlar uchun doparlik va akseptorlik vazifalarini bajaradi. Masalan: Djegidrogenaza fermentlarini oqsilsiz qismida ishtirok etuvchi nikotenamid yoki izoalkosozin vodorod elementlarini tashishda ishtirok etadi. Ikki komponentlarga hos bo’lgan eng muhim hususiyatlaridan biri shundan iboratki ularning oqsil qismi ham oqsil bo’lmagan qismi ham ayrim holda olinganda fermentativ aktivlikka ega bo’lmaydi. Ular faqat birgalikda ya’ni kompleks holda aktivlikka ega bo’ladi. Fermentlarning molekulyar massasi turlicha bo’lib odatda ular kichik birliklar protomirlarning qo’shilishidan hosil bo’ladi. Masalan: uriaza fermentini molekulyar massasi 480000 ga teng bo’lib har birining mollekulyar massasi 60000 m ingga teng bo’lgan 8 ta protemirldan iborat yoki molekulyar massasi 252000 bo’lgan katalaza protelmirdan iborat. Protemirlapr bir byuiriga qo’shilib multmerlar hosil qiladi. Multmer fermentlarning molekulalari shartli ravishda A va B belgi bilan ifodalangan ikki hil tipdagi kichik birliklardjan tashkil topgan deb olinsa A va B protamerlarning o’zaro munosabatiga qarab ular bir necha hil izomerlar sifatida uchraydi. Bu izomerlar izozimlar yoki izofermentlar deyiladi. Fermentlarning ta’sir etish mexanizmi Fermentlarning ta’sir mexanizmini tushintirishda bir qancha nazariyalar bo’lib, ularning hammasi ham fermentlar aktiv markazining substrat bilan o’zaro birikishi natijasida ferment—substrat kompleksi hosil bo’lishi reaksiyada ishtirok etayotgan ximiyaviy bog’larning polyarizatsiyasi va defarmatsiyaga uchrashi yoki elektronlarning o’rin almashinishi tufayli ichki molekulyar kuchlarni bo’shashtirishga olib keladi. 2. Ferment substrat kompleksining hosil bo’lishining bosqichlari. Ferment—substrat kompleksinint hosil bo’lishi va o’zgarishi uch bosqichdan iborat. Fermentativ reaksiyaning birinchi bosqichida substrat molekulalari ferment bilan kovalent yoki boshqa ximiyaviy bog’lar orqali o’zaro birikadi va birlamchi oraliq modda vujudga keladi, ikkinchi bosqichda birlamchi oraliq birikma o’zgarib, bitta yoki ketma —ket keluvchi aktivlashgan bir necha kompleks hosil qiladi; uchinchi bosqichda esa reaksiya natijasida hosil bo’ladigan yangi mahsulot ferment molekulasidan ajraladi. Reaksiyaning birinchi bosqichi odatda, juda tez boradi. Ferment substrat—kompleksi (ES) kuchsiz ximiyaviy bog’lar hisobiga va aktivatsion energiya bir muncha past bo’lgan sharoitda hosil bo’ladi. Bundan substrat molekulalarining ferment bilan sterik bog’lanish fermentativ katalizning yuqori samaradorligini ta’minlash uchun yetarli darajada bo’lmaydi. Substrat molekulalarning o’zgarishining ikkinchi bosqichi kovalent bog’larning uzilishi va bog’lanish bilan boradi. Bunda ferment—substrat koapleksidagi substrat zarrachalari qandaydir defarmatsiyaga uchrashi natijasida ayrim ximiyaviy bog’larning mustahkamligi o’zgarishiga olib keladi. Buning natijasida energitik to’siqning tezligi bir necha barobar ortib ketadi. Ferment substrat, kompleksn (YeS) hosil bo’lish juda tez borishi tufayli u har doim Ye va S bilan muvozanatda bo’ladi. YeS ning Ye va R gacha parchalanishi esa nisbatan sekin boradi va amaliy jihatdan ferment — substrat kompleksi konsentratsiyasiga ta’sir qilmaydi. 3. Fermentativ reaksialarning tezligi substratning konsentratsiyasiga bog’liq L.Mixaelis va M.Mentenlar reaksiyalarning tezligi (V) ni substrat konsentratsiyasi (S) bilan bog’lovchi tenglamani ishlab chiqqanlar. Mixaelis va Menten tenglamasini matematik ifodasi quyidagicha: U q v[S]/Kmq[S] Bu yerda V — fermentativ reaksiya tezligi; S — substratning konsentratsiyasi; Km — fermeng—substrat kompleksi hosil bo’lish reaksiyasidagi dissotsilanish konstantasi (Mixaelis konstantasi). Formuladan fermentativ reaksiya tezligani shu ferment—substrat sistsmasini xarakterlovchi faqat ixkita ko’rsatkich: maksimal tezlik V va Mixaelis konsgantasi (Km) yordamida ifodalash mumkin ekanligi ko’rinib turibdi. Mixaels — Menten tenglamasi bilan chiziladigan grafikda eksperimental yo’l bilan olingan egri chiziqqa o’xshash shaklga teng shakl (teng yonli giperbola) hosil bo’ladi. Demak, Mixaelis konstantasi reaksiya tezligi (V) maksimal tezligi (V) ning yarmini tashkil qilgan vaqtdagi substrat konsentratsiyasining qiymatiga teng. Bu konstanta fermentativ reaksiyalarni o’rganyotganda muhim ahamiyatga zga, chunki u fermentativ — substarat kompleksi (YeS) hosil bo’lishi qancha yuqori bo’lsa, Mixaelis konstantasi shuncha kichik bo’ladi va aksincha. Fermentlarning xususiyatlari Yuqorida aytib o’tilganidek, fermentlar oqsil tabiatli birikmalar hisoblanadi va shu sababli oqsillarga xos bo’lgan barcha xususiyatlarga ega. Shu bilan birga faqat ularning o’zlariga xos bo’lgan bir qator xususiyatlari ham bor. Bular fermentlarning termolabilligi, spetsifikligi, muhit rN ning o’zgarishiga nisbatan seziluvchanligi, aktivator va ingibitorlarning ta’siriga moyilligi va hakozolardir. 1. Fermentlarning termolabilligi. Odatda, temperatura ko’tarilish bilan ximiyaviy reaksiyalarning tezligi ham ortib boradi. Biroq ma’lum temperaturada fermentlar qaytmas denaturatsiyaga uchrashi tufayli aktivligini yo’qotadi. Shu sababli fermentativ reaksiyalarning tezligi temperaturaning ko’tarilishi bilan avval ortib boradi, keyin esa ma’lum temperatura optimumi deb ataladigan nuqtadan o’tgandan so’ng keskin pasayib ketadi.Fermentning katalitik aktivligi maksimal bo’lgan temperatura uning temperatura optimumi deyiladi. Har bir ferment muayyan optimal temperaturaga ega. Fermentlarning aktivligini o’rganishdan oldin ularning aktivligi eng yuqori bo’lgan temperaturani aniqlash kerak. 2. Muhitning ferment aktivligiga ta’siri. Fermentlarga xos xususiyatlardan biri ular muhit rN ning ma’lum qiymatida maksimal aktivlikka ega bo’lishidir. Odatda, bu qiymat pH optimumi deb ataladi. Ko’p fermentlar neytral sharoitda maksimal darajada aktiv bo’ladi. Ba’zi fermentlar kuchsiz kislotali yoki kuchsiz shiqoriy sharoitda yaxshi ta’sir ko’rsatadi. O’ta ishqoriy yoki o’ta kislotali sharoitda ta’sir etadigan fermentlar kam uchraydi. Hozirgacha ma’lum bo’lgan ko’p fermentlarning pH optimumi aniqlangan. Muhit pH ning fermentativ reaksiyalari tezligiga ko’rsatadigan ta’siri ferment molekulalari tarkibida ionlanish xususiyatiga ega bo’lgan juda ko’p funksional gruppalar mavjudligiga bog’liq. Bularga karboksil, gidroksil, sulfogidril va boshqa guruhlar kiradi. Muhit rN ining o’zgarishi natijasida guruhlarning ionlanish darajasi va shu bilan birga ferment molekulalarining zaryadi ham o’zgaradi. Bunda ayniqsa aktiv markaz tarkibiga kiradigan yoki unga yaqin joylashgan funksional guruhlarning ionlanish xususiyati katta ahamiyatga ega. Fermentlarning ta’sir etish xarakteri ko’pincha substrat va reaksiyada ishtirok etadigan boshqa moddalar xususiyatiga ham bog’liq. bo’ladi. Chunki bu moddalar ham elektrolitlar bo’lishi mumkin va shu sababli ionlanish xususiyatiga ega bo’ladi. Binobarin, muhit rN ining o’zgarishi moddalarga ham ta’sir etadi va ferment aktivligining o’zgarishiga sabab bo’ladi. 3. Fermentlarning aktivator va ingibitorlari fermentlarning aktivligiga temperatura va pH dan tashqari, reaksion muhitda ishtirok etayotgan bir qator ximiyaviy moddalar ta’sir ko’rsatadi. Reaksion muhit ba’zi bir modlalarning ishtirok etishi ferment substrat kompleksi hosil bo’lishini tezlashtiradi. Buning natijasida fermentativ reaksiyaning aktivligi ortadi. Bunday moddalar aktivatorlar deb ataladi. Aktivatorlarning vazifasini ko’pincha kationlar bajaradi. Spetsifik aktivatorlarga Na+ K+, Rb+ Ca++, Mg++, Zn++ kabi metall kationlari kiradi. Ba’zi fermentlarning aktivligiga bitta kation ta’sir etsa, boshqalarining aktivligiga ikkita va undan ortiq kation ta’sir ko’rsatadi. Masalan, lipaza fermentining aktavligiga Saqq yordamida oshirilsa, adenozintrifosfataza fermentining aktivligi to’liq namoyon bo’lishi uchun bir vaqtning o’zida Na+ K+, Rb+ Ca++, Mg++ kationlari bo’lishi kerak. Fermentativ reaksiyalarning aktivligini pasaytiruvchi moddalar ingibitorlar deyiladi. Fermentativ reaksiyalarning aktivligani pasaytirish ikki xil: konkurent (raqobatli) va nokonkurent (raqobatsiz) yo’l bilan amalga oshiriladi. Fermentativ reaksiyalar aktivligini nisbatan pasaytirishga malonat kislotani misol qilib ko’rsatish mumkin. Raqobatsiz ingibitorlar fermentlarning aktiv markaziga (ya’ni substrat birikadigan joyiga) birikmaydi. Shuning uchun fermentning aktivligini pasaytirish darajasi substrat konsentratsiyasiga bog’liq bo’lmaydi. Raqobatsiz ingabitorlar fermentativ reaksiyalar uchun zarur bo’lgan aktiv guruxlarning substratga nisbatan tutgan o’rnini buzish tufayli va oqsil molekulasini deformatsiyaga uchratish yo’li bilan fermentativ aktivligini pasaytiradi. 4. Fermentlarning spetsifligi. Fermentlar tirik organizmda boradigan reaksiyalarni katalizlaydi, ya’ni ularning ximiyaviy faoliyatini boshqarib turadi, Fermentlar anorganik katalizatorlardan farq qilib, spetsifik ta’sir qilish xususiyatiga ega. Ularning bunday spetsifikligi tirik organizmlarga xos bo’lgan muhim xususiyatlardan biri hisoblanadi. Hozirgi vaqtda fermentlarning spetsifikligini quyidagi asosiy turlari bor. Absolyut spetsifiklik., Agar ferment faqat bitta substratning parchalanish yoki hosil bo’lish reaksiyasini tezlashtirsa, bunda u absolyut spetsifiklikka ega bo’ladi. Bunga ureaza fermentini misol qilib ko’rsatish mumkin. Bu ferment faqat bitta moddaning - karbamidning karbonat angidrid va ammiakkacha parchalanshi reaksiyasini katalizlaydi, xolos. Ureaza xatto mochevina hosilalariga ham ta’sir ko’rsatmaydi. 5. Absolyut gruppaviy spetsifiklik. Bu tipdagi fermentlarning mohiyati shundan iboratki, ular bir — biriga o’xshash tuzilgan birikmalarga ta’sir etadi. Bunday hollarda fermentativ reaksiyaning tezligi substrat molekulasining tabiatiga bog’liq bo’ladi. Misol uchun alkogoldegidrogenaza fermentini ko’rish mumkin. Alkogoldegidrogenaza,, asosan etil spirtiga ta’sir etadi, lekin tarmoqlanmagan zanjirli yuqori molekulalar boshqa spirtlarga ham ta’sir ko’rsatish mumkin. Nisbiy gruppaviy spetsifiklik. Bunday spetsifiklikka ega bo’lgan fermentlar substrat strukturasiga befarq bo’lib, faqat ular tarkibida ximiyaviy bog’lar tipiga qarab o’z ta’sirini ko’rsatadi. Peptid bog’larni gidrolizlovchi peptidaza va esteraza sifatida ta’sir etadigan fermenti nisbiy gruppaviy spetsifiklikka ega bo’ladi. Steroximiyaviy spetsifiklik. Bu tipdagi spetsifiklikni faqat optik jihatdan aktiv bo’lgan moddalarda kuzatish mumkin. Ma’lumki, moddalar almashinuvi protsesslarida ishtirok etadigan ko’p tabiiy organik birikmalar optik jihatdan aktiv bo’ladi va organizmda biron —bir sterioizomer sifatida uchraydi. Agar reaksion muhit ikki xil izomerdan tashkil topgan aralashmadan iborat bo’lsa, stereoximiyaviy spetsifiklikka ega bo’lgan ferment ta’siri faqat substratning yarmi parchalanadi, xolos. Masalan, proteolitik fermentlar, odatda faqat L — shakldagi aminokislotalardan tashkil topgan peptidlarni parchalaydi. D- shakldagi aminokislotalarga esa ta’sir etmaydi. Хuddi shunga o’xshash, laktadegidrogenaza fermenti ham L — laktat kislotaning oksidlanish reaksiyasini katalizlaydi, D — shakldagi kislotaga ta’sir etmaydi. Fermentlarning klassifikatsiyasi Тirik organizmlarda boradigan har qanday reaksiya bitta ferment yordamida katalizlanadi. Agar hayvonlar, o’simliklar va mikroorganizmlarda bir xil reaksiyani katalizlovchi fermentlar o’z xususiyati bilan bir —biridan farq qilishini hisobga olsak, tabiatda mavjud bo’lgan spetsifik individual fermentlarning umumiy soni bir necha yuz ming xatgo milliongacha yetishi o’z —o’zidan ma’lum. Shuning uchun fermentlarni ma’lum tartibga solish, ya’ni klassifikatsiyalash ancha qiyin. Hozir 1000 dan ortiq xilma— xil individual fermentlar bo’lib, ularni soni tobora ortib bormoqda. Dastlabki davrda fermentlarga oddiy va ixtiyoriy nom berilgan va bu nom ularning ko’pligida hozirgacha saqlanib qolgan. Keyinchalik fermentlarning soni ortib borgan sari ularga boshqacha nomlar beriladigan bo’ldi. Bunda ferment nomi u ta’sir qiladigan substratning lotincha nomiga "aza" qo’shimchasini qo’shish bilan hosil qilina boshladi. Masalan, saxarozani parchalovchi ferment saxaraza, oqsillarni (pratein) parchalovchi ferment proteinaza deb nomlangan va hakozo. 1961 yili Moskva halqaro bioximiya ittifoqi tomonidan tuzilgan komissiya fermentlar klassifikatsiyasi va nomenkulaturasini ishlab chiqqan. Fermentlarning bir — biridan farq qiladigan o’ziga xos xususiyatlaridan biri ular kataliz qiladigann ximiyaviy reaksiyalardir. Shu sababli, komissiya taklif qilgan klassifikatsiyaga fermentning xuddi ana shu xususiyati asos qilib olingan. Yangi klassifikatsiyada kataliz qilinuvchi reakdiyalar turiga qarab sinflarga bo’linadi. Har bir ferment o’z nomiga ega bo’lib, bu nom substratning nomini hamda reaksiyaning turini aniqlovchi va "aza" qo’shimchasiga ega bo’lgan so’zdan iborat. Masalan, mochevina gidrolizlovchi fermentning nomi yangi klassifikatsiya bo’yicha karbomidotdrolizadir. Ko’pchilik substratlar murakkab tuzilganliti fermentlarning nomi ham xaddan tashqari uzun bo’lib ketadi. Shu sababli yangi klassifikatsiyada sistematik nomlar bilan bir qatorda ishchi (trivial) nomlar ham saqlanyb qolgan. Masalan, kaboamid—amidoshdrolaza fermentining ishchi nomi urvazadir. Komissiya fermentlar klassifikatsiyasi bilan uzviy bog’liq bo’lgan nomeratsiya sistemasini ham ishlab chiqdi. Bu nomeratsiyaga ko’ra, har bir ferment to’rtta sondan iborat bo’lgan shifrga ega. Shifrdagi sonlar quiydagi prinsipda tuzilgan. Birinchi son fermentlar asosiy sinflarda qaysi biriga ta’luqli ekanligani bildiradi. Klassifikatsiyaga muvofiq, fermentlarning hammasi quyidaga 5 ta asosiy sinfga bo’linadi: 1. Oksidoreduktazalar. 2. Тransferazalar. 3. Gidrolazalar 4. Liazalar. 5. Izomerazalar. 6. Ligazalar (sintetazalar). Har bir asosiy sinf o’z navbatada bir necha kichik sinflarga bo’linadi. Shifrdagi ikkinchi son ana shu kichik sinflarni ifodalaydi. Bu kichik sinf oksidoreduktazalarda donorlardagi oksidlanuvchi gruppani (1 qSN-ON gruppa; al’degid yoki keton gruppa va xakozo); gidrolazalarda gidrolizga uchragan bog’lar turi ifodlaydi. Har bir kichik sinf o’z navbatida yanada kichikroq sinflarga bo’linadi. Shifrdagi uchunchi son ana shu kichik sinflarning sinfchalarini bildiradi. Bu sinfchalar oksidoreduktazalarda reaksiyada ishtirok etuvchi akseptorning turini ifodalaydi (1qNADq yoki NADFq, 2 — sitoxorom.Z —kislorod va hakozo). Shunday qilib, shifrdagi 3 ta son fermentning qaysi turga mansubligini aniq ko’rsatadi. Masalan, 1,2,3 — donor aldegid yoki keton bo’lgan va akseptori molekulyar kislorod bo’lgan oksidoreduktaza ekanligini bildiradi. Shifrdagi to’rtinchi son sinfchalardagi fermentlarning tartib nomerini ifodalaydi. Masalan, ureaza fermentining shifri 3,5.1.5. Oxirgi son fermentning tartib nomeri. Shunday qilib, shifr fermentning ro’yxatdagi o’rnini aniq ifodalaydi. Oksidoreduktazalar Oksidoreduktazalar organizmlarda boradigan har xil oksidlanish-qaytarilish reaksiyalarini katalizlovchi fermentlardir. Bu reaksiyalar biologik oksidlanish asosini tashkil etadi, binobarin, ular nafas olish va achish protsesslari bilan ham bog’liq. Oksidlanish reaksiyalari substratdan (donordan) vodorod atomlari yoki elektronlarni ajratsh bilan, qaytarilish reaksiyalari vodorod atomlarini (elektronlarni) akseptorga biriktirish bilan boradi. Oksidoreduktazalarga degidrogenezalar, oksidazalar, sitoxrom —reduktazalar va peroksidazalar kiradi. Bular tarkibida spetsifik kofermentlar va prostetik gruppalar bilan bir — biridan farq qiladi. Degidrogenezalar. Biror modda molekulasida (substratdan) vodorod atomini ajratish (degidrogenlash) yo’li bilan boradigan jamiki reaksiyalar degidrogenaza fermentlari ishtirokida katalizlanadi. Vodorod atomlari yoki elektronlarni bevosita kislorod atomiga uzatuvchi fermentlar aerob degidrogenazalar yoki oksidazalar deb ataladi. Anaerob degidrogenazalar vodorod atomlarni yoki elektronlarni molekulyar kislorodga uzatmay, balki boshqa oraliq akseptorlarga beradi. Тarkibidagi kofermentlar xarakteriga qarab, ularni nikotinamidli va flavinli degidrogenazalarga bo’lish mumkin. Nikotinamidli degidrogenazalar. Bu fermentlar ikki komponentli bo’lib, dializ qilinganda osonlik bilan oqsil va oqsil bo’lmagan qismlarga (kofermentga) ajraladi. Vodorod atomining ko’chishida NAD ning aktiv gruppasi hisoblangan nikotinat kislotaning amidi muhim ahamiyatga ega. Substratdan ajratilgan ikkita vodorod atomining bittasi, odatda, nikotinamidning to’rtinchi holatidagi uglerod atomiga (C), ikkinchi vodorodning elektroni esa piridin halqadagi azotga ko’chadi va bir vaqtning o’zida hosil bo’lgan erkin proton reaksion muhitga o’tadi: Reaksiyani sxema shaklida quyidagicha ifodalash mumkin: A H2 + NAD+  NADH +H+ Flavinli fermentlar. Qaytarilgan nikotinamidli degidrogenazalar (NAD.H2, NADF.H2) vodorod atomini flavinli fermentlarga o’tkazadi. Flavinli fermentlar ham ikki komponentli bo’lib, ularning aktiv qismini B vitamin yoki riboflavin tashkil etadi. Fermentlarning aktiv qismi oqsil qism bilan murakkab birikkan, binobarin, dializ yo’li bilan ularni bir —biridan ajratib bo’lmaydi. Shu sababli bu fermentlar flavoproteinlar deb ataladi. Flavinli fermentlar nafas olish protsessida asosan qaytarilgan NAD.H+ dan vodorod atomlarini qabul qilib oladi, ya’ni nikotinamidli fermentlarni oksidlaydi. Sitoxrom sistema. Gemoglobin, mioglobin, katalaza va peroksidazadan boshqa barcha hujayra ichidagi gemproteinlar – sitoxromlar deb ataladi. Ularni 1886 yilda Mak Muni keyinchalik 1925 yilda Keylin tomonidan kashf etilgan. Hozirgi vaqtda bu gruppaga kiruvchi 20 dan ortiq birikmalar aniqlangan. Flavinli fermentlar suksinat kislotalarning fumarat kislota o’rtasida yana bir oraliq fermentlar gruppasi — sitoxrom sistemasi mavjud. Sitoxromlar birinchi marta D.Keylin tomonidan aniqlangan. Barcha sitoxromlar ikki komponentli fermentlar bo’lib, prostetik gruppa (temirprofirin halqa) ning spetsifik oqsil bilan birikishidan hosil bo’lgan. Har bir yarim sitoxrom yozma lotin harfi a, b va c bilan ifodalanadi va tegashli tatrib nomerga ega (1, 2, 3 , va xakozo). Sitoxrom sistema qaytarilgan flavoproteinnlardan vodorod atomlarni qabul qilmaydi, lekin vodorod atomlaridan ajralgan elektronlarni qabul qilish xususiyatiga ega. Buning natijasida oksidlangan sitoxromlar qaytarilgan shaklga o’tadi. Sitoxrom tarkibida uch valentli temir atomlari ikki valentli temir atomlariga aylanadi. Elektronlar sitoxrom sistemasiga o’tib, kislorod atomi bilan birikadi va aktivlashgan kislorod proton (Nq) bilan birikib, suv hosil qiladi. Sitoxromlar faqat nafas olish emas, balki fotosintez protsesslarida katta ahamiyatga ega. Тransferazalar Тransferazalar ma’lum atomlar gruppasining bir —biridan ikki birikmaga ko’chishni ta’minlovchi fermentlardir. Bu fermentlar ishtirokida katalizlanadigan reaksiyalar quyidagi umumiy sxema bilan ifodalanadi. R-A+R' -B  R-B + R' -A Тransferazalar eng katta sinfni tashkil etadi, xozirgacha ularni 450 dan ortiq individual turi aniqlangan: ko’chirilayotgan gruppani turga qarab, bular aminotransferazalar, fosfotransferazalar, glikoziltransferazalar, bir uglerodli qoldiqlar (metil, formil) ning ko’chirilishini ta’minlovchi transferazalar va boshqalarga bo’linadp. Тransferazalarning ko’pchiligi faqat koferment ishtirokida katalitik aktivligini ko’rsatadi, ammo kofermentning xarakteri ko’chiriluvchi gruppa tomonidan belgilanadi. Masalan, amin gruppalarni ko’chirishda peridoksal fosfat shakarlar qoldig’ining ko’chishishda nukleotidlar, bir uglerodli qoldiqlarining ko’chishida tetragidrofolat kislota koferment bo’lib xizmat qiladi. Gidrolazalar Gidrolazalar murakkab organik birikmalarning suv yordamida parchalanish reaksiyalarini katalizlaydi. Ular quyidagi umumiy ko’rinishga ega bo’lgan reaksiyalarni tezlashtiradi: Bu fermentlar substratning ichki molekulyar bog’larini uzish yo’li bilan o’z ta’sirini amalga oshiradi. Gidrolizga uchragan substrat xarakteriga qarab, bu fermentlar bir necha gruppaga bo’linadi. Hozirgacha 18 ga yaqin gidrolaza fermentlari aniqlangan. Esterazalar murakkab efir bog’larining gidrolizlanish reaksiyalarini katalizlaydi. Bu fermentlar ichida eng muhim karbon kislota efirlarini gidrolizlovchi ligaza (3.1.1.3) fermentlaridir. Liazalar Substratdan suv ishtirokisiz ma’lum gruppalarning ajratilishini katalizlovchi fermentlar liazalar sinfini tashkil qiladi. Bu fermentlarning faoliyati tufayli yo qo’sh bog’lar hosil bo’ladi yoki ma’lum gruppalar qo’sh bog’larga birikadi. Bu sinfga turli reaksiyalarni katalizlovchi bir qator fermentlar kiradi. Bularning ba’zilar suv molekulasining ajralishini katalizlaydi (gidratazalar), boshqlari karbonat angidridning ajralishini katalizlaydi, (dekarboksilazalar), fruktozadifosfatni ikki molekula fosfatriozaga parchalovchi aldoza fermenti ham shu sinfga kiradi. Aldolaza (4.1.2.13) hayvonlar bilan o’simliklar to’qimasida ko’p uchraydigan ferment hisoblanadi. Bu ferment uglevodlar almashinuvida muhim ahamiyatga ega. Aldoza olti uglerodli birikma bo’lib, fruktoza—1,6 — difosfatning fosfodioksiatseton va fosfoglitserin aldegidgacha parchalanish reaksiyasini katalizlaydi. Dekarboksilazalar tabiatda keng tarqalgan. Ular aminokislotalar va ketokislotalarning dekarboksillanishi reaksiyalarni katalizlaydi. Aminokislotalarning dekarboksillanishi natijasida karbonat angidrid va tegishli aminlar hosil bo’ladi. Izomerazalar Mazkur sinfga kiradigan fermentlar har xil organik birikmalarning izomerlanish reaksiyalarini katalizlaydi. Reaksiya natijasida vodorod fosfat, atsil va boshqa atom gruppalari molekullararo o’rin almashadi. Quyida izomerlanish reaksiyalariga misol keltiramiz. Glyukozafosfatizomeraza 5.3.1.9 glyukoza-6 -Fosfatning fruktoza - 6 - fosfatga aylanish reaksiyasini katalizlaydi. Adenozintrifosfat yoki shunga o’xshash nukleozidtrifosfatlar energiyasi hisobiga oddiy molekulalardan murakkab birikmalar hosil bo’lishi reaksiyalarini katalizlovchi fermentlar ligazalar (sintetazalar) deb ataladi. Glyutaminsintetaza (6.3.1.2) fermenti ammiakning glyutamin kislotaga birikishidan glyutamin amid hosil bo’lishi reaksiyasini katalizlaydi. Хuddi shu yo’l bilan aspargin hosil qiluvchi ferment aspargin—sintetaza deb ataladi. Piruvatkarboksilaza (6.4.1.1) fermentlarning piruvat kislota va karbonat angidriddan oksaloatsetat kislota hosil bo’lishini tezlashtiradi. Sintetaza fermentlari oqsillari, nuklein kislotalar, yog’lar va boshqalar murakkab organik birikmalar hosil bo’lishida muhim ahamiyatga ega. Kofermentlar tuzilishi va klassifikatsiyasi Ikki komponetli fermentlar murakkab oqsil bo’lib, ularning prostetik gruppasi ba’zan oqsil qismiga mustahkam bog’langan bo’lib, osonlik bilan ajralmaydi Proyetin molequlasi bilan dissotsilanish aloqasida bo’lgan va undan ajralgan erkin yashay oladigan, fermentlarning ta’sir kuchi uchun zarur past molekulali komponent koferment, koenizm umuman kofakor deb ataladi. Fermentlarning yuksak molekulyar dializlanmaydigan oqsil qismi apoferment va bu ikki komponentning birikishidan hosil bo’lgan to’la sistema xoloferment deb ataladi. Bu ma’noda kozimaza zimazaning, kokorbaksilaza korbaksilazaning, kodegidrogenaza degidroge-nazaning kofaktoridir. Fermentning—bir qismini yana fermentning asosiy ta’sir etuvchi, ya’ni faol komponent deb atalib, aktiv gruppa - agon deb ham ataganlar. Fermentlarning aktiv gruppa ajralgandan keyin qolgan qismi esa apoferment, kalloid tashuvchi — feron deb ham yuritiladi. Ammo kofermentga nisbatan agon, apofermentga esa feron nomlari unga muvofiq emas, chunki bu nomlardan prostetik gruppa faol muhit oqsil qismi esa nofaol, faqat faol gruppani tashuvchi degan chiqishi mumkin. Holbuki, fermentativ faollik, asosan uning oqsil komponentiga, yani apofermentiga bog’liq. Kofermentlarning xiimyaviy tuzilishini o’rganish ularning vitaminlar, ko’pincha ularning fosforlangan xosdisalari ekanligini ko’rsatadi. Bir qator kofermentlar tarkibida vitamin V (tiamin), V2 (riboflavin), V6 (pirideksal), RR (pantotenat kislota amidi), biotin, pantotenat kislota, folat kislota, V12