Температурный оптимум действия ферментов, влияние рН среды. Активаторы и ингибиторы.

Ферменты являются термолабильными веществами, т. е. весьма чувствительными к изменению температуры. Установлено, что наивысшую активность ферменты проявляют в очень узком пределе температуры - 40-50°. До этого предела с повышением температуры на каждые 10° скорость катализируемой ими реакции повышается в 2 раза. Выше температурного оптимума активность ферментов снижается, а при температуре 70-80° совершенно прекращается - фермент инактивируется. Это положение относится к большинству ферментов, в том числе ко всем ферментам человеческого организма. Однако некоторые ферменты, например, рибонуклеаза, могут выдерживать кратковременное нагревание. Наряду с этим имеются ферменты некоторых микроорганизмов, которые существуют в воде горячих источников. При понижении температуры (гипотермия) активность ферментов снижается, но не исчезает. Если же создать этим ферментам оптимальные условия для их деятельности, то они снова проявят наивысшую активность. Примером может служить зимняя спячка животных. Эта особенность ферментов нашла широкое применение в хирургической практике, когда для проведения операций на грудной полости организм больного подвергают охлаждению примерно до 22°.

Влияние на активность ферментов активаторов и ингибиторов. К числу факторов, повышающих активность ферментов, относятся катионы металлов и некоторые анионы. Чаще всего активаторами ферментов являются катионы Mg²⁺, Mn²⁺, Zn²⁺, K⁺ и Со²⁺, а из анионов - Сl^-. Катионы действуют на ферменты по-разному. В одних случаях они облегчают образование фермент-субстратного комплекса, в других - способствуют присоединению кофермента к апоферменту, либо присоединяются к аллостерическому центру фермента и изменяют его третичную структуру, в результате чего субстратный и каталитический центры приобретают наиболее выгодную для осуществления катализа конфигурацию.

Активная реакция среды (рН) (большинство ферментов проявляют максимальную активность при значении рН=7 (нейтральная). Некоторые активны только в кислой среде (пепсин рН=2), некоторые только в щелочной (липаза рН=9). При физических нагрузках в мышцах накапливается молочная кислота, способная закислять среду и снижать активность многих ферментов).

Регуляция активности происходит с помощью низкомолекулярных веществ и ионов металлов.

Ингибиторы – соединения, тормозящие каталитический процесс, или активаторы – вещества, которые этот процесс ускоряют.... По типу действия ингибиторы можно разделить на обратимые и необратимые.

20) Физиологическая роль углеводов, функция, свойства.

Углево́ды — органические вещества, содержащие карбонильную группу и несколько гидроксильных групп.

Физиологическое значение углеводов в основном определяется их энергетическими свойствами. Углеводы являются поставщиками энергии, используемыми в организме в процессе мышечной деятельности. Каждый грамм углеводов обеспечивает поступление 16,7 кДж (4 ккал). При всех видах физического труда отмечается повышенная потребность в углеводах. Углеводы входят в состав клеток и тканей.

Функции:

Структурная (строительная). Углеводы входят в состав многих элементов живых организмов, например, клеточная стенка растительной клетки, гликокаликс эпителия кишечника человека.

2. Сигнальная. Углеводно-белковые комплексы (гликопротеиды) образуют рецепторы (см. сигнальная функция белков).

3. Защитная. Гликопротеиды соединительной ткани выполняют функцию химической защиты, противостоят гидролитическим ферментам.

4. Энергетическая. При полном окислении 1 г углеводов выделяется 4,1 ккал или 17,2 кДж энергии.

Свойства:

1. Углеводы – твердые кристаллические белые вещества, практические все сладкие на вкус.

2. Почти все углеводы хорошо растворимы в воде, при этом образуются истинные растворы. Растворимость углеводов зависит от массы (чем больше масса, тем менее растворимо вещество, например, сахароза и крахмал) и строения (чем разветвленнее структура углевода, тем хуже растворимость в воде, например крахмал и клетчатка).

21) Классификация Углеводов. Моно-, ди-, полисахариды.Строение и свойства.

Моносахариды Такое название носят простейшие углеводы, которые расщепляются водой на простейшие органические соединения. Типичным примером моносахарида является глюкоза. Химический состав этого вещества выражается формулой C2H12O5. Классификация углеводов отводит глюкозе почетное первое место. Это вещество – важнейшее из моносахаридов, содержится в фруктовых соках, в крови животных и человека. В чистом виде глюкоза представляет собой белые полупрозрачные кристаллы со сладким выраженным вкусом. Мышечная работа млекопитающих совершается за счет энергии, получаемой при окислении глюкозы.

Глюкоза может быть получена при гидролизе различных полисахаридов - крахмала или целлюлозы. Она применяется как компонент усиленного питания и как лекарство. Фруктоза - еще один моносахарид, который встречается наравне с глюкозой в различных фруктовых и ягодных соках, в смеси с глюкозой входит в состав меда. Выглядит так же, как и ее соседка, но на вкус значительно слаще

Дисахариды Так называются углеводы, которые при нагревании водных растворов в присутствии минеральных кислот или ферментов подвергаются гидролизу и распадаются на две молекулы моносахаридов. Наиболее распространенным элементом из этой группы классификация углеводов считает сахарозу. Сахароза содержится в свекловичном и тростниковом сахаре. Ее химическая формула: C12H22O11. Значительное количество этого вещества присутствует в березовом и кленовом соке, в некоторых фруктах. Сахароза – один из важнейших пищевых продуктов. При гидролизе она распадается на молекулы глюкозы и фруктозы – смесь получаемых элементов относится к инвертным сахарам, которые также изучает классификация углеводов –

Полисахариды В третью группу классификация углеводов относит вещества, при распаде которых образуются дисахариды, а после – множество (сотни и тысячи) молекул моносахаридов. Классификация и функции углеводов этого раздела существенно отличаются от своих более легких братьев – они не имеют сладкого вкуса и в большинстве своем нерастворимы в воде. Важнейшими представителями этой группы являются целлюлоза (клетчатка) и крахмал. Молекулы этих углеводов выстроены из длинных цепочек с повторяющимися звеньями C6H10O5. Эти звенья – остатки циклических форм глюкозы, которые потеряли молекулу воду и связаны между собой в шестичлены. Поэтому классификация углеводов дает одинаковую формулу и для целлюлозы, и для крахмала, которая выражается, как (C6H10O5)х. Отличие заключается в том, что крахмал состоит из звеньев α-формулы, а целлюлоза - из β-формулы глюкозы. Крахмал описывается формулой (C6H10O5)х, где переменная может достигать значений в 4-5 тыс. Это вещество образуется в зеленых побегах различных растений путем фотосинтеза. Он может откладываться «про запас» в клубнях, зернах и корневищах. - Пищеварительный тракт человека перерабатывает крахмал посредством гидролиза в присутствии ферментов и расщепляет его до состояния глюкозы, которая затем усваивается человеком.