Ферменты (Энзимы)

Ферменты, также известные как энзимы, являются специфическими белками, которые выполняют функцию биологических катализаторов в организмах. Они ускоряют течение различных химических реакций, что позволяет организму эффективно функционировать. Ферменты присутствуют во всех живых клетках и катализируют все без исключения жизненные процессы.

Функции ферментов в организме

Ферменты играют ключевую роль во многих важных процессах в организме. Они участвуют в дыхании и работе сердца, росте и делении клеток, мышечном сокращении, переваривании и усвоении пищи, синтезе и распаде всех биологических веществ, включая сами ферменты. Ферменты катализируют реакции, которые происходят в клетках и органах, что составляет молекулярную основу жизнедеятельности организма.

Специфичность действия ферментов

Одним из главных отличий ферментов от химических катализаторов является высокая специфичность их действия. Каждый фермент действует на вполне определенное вещество или на химическую связь определенного типа. Например, фермент лактаза расщепляет только молочный сахар - лактозу - с образованием глюкозы и галактозы, а амилаза действует только на полисахариды - гликоген и крахмал.

Высокая специфичность ферментов играет важную биологическую роль, так как благодаря этому свойству ферменты в организме производят последовательное расщепление сложных веществ до более простых, которые либо всасываются в кишечнике, либо выводятся из организма. Например, белки пищи вначале расщепляются протеолитическими ферментами - пепсином, трипсином и химотрипсином - на крупные фрагменты полипептидной природы. Эти полипептиды в кишечнике под действием ферментов пептидаз расщепляются до аминокислот, которые всасываются в кровь и разносятся кровотоком в различные органы, где используются для синтеза белков, специфичных для данного организма.

История открытия ферментов

Первый ферментный препарат был получен в 1814 году академиком Петербургской академии наук К. С. Кирхгофом. Этот экстракт из проростков ячменя способствовал превращению крахмала в сахар и получил название фермента диастазы или амилазы. В течение длительного времени не удавалось выделить ферменты в виде индивидуальных веществ, поэтому химическая природа их была неизвестна. В 1897 году немецкий биохимик Эдуард Бюхнер смог выделить фермент из дрожжей, который способен катализировать процесс брожения. Он назвал его "зимаза" и показал, что он может работать вне живого организма, то есть не требует живых клеток для своей работы. Это открытие привело к пониманию того, что ферменты являются белками, и что они могут катализировать химические реакции вне живых клеток.

С тех пор было открыто множество различных ферментов, и их химическая природа была подробно изучена. Сегодня ферменты широко используются в биотехнологии и промышленности для производства продуктов питания, лекарств и других химических соединений. Также ферменты используются в медицине для диагностики и лечения различных заболеваний, связанных с нарушением функционирования ферментов в организме.