Ферменти (Ензими)

Ферменти, також відомі як ензими, є специфічними білками, які виконують функцію біологічних каталізаторів в організмах. Вони прискорюють перебіг різних хімічних реакцій, що дозволяє організму ефективно функціонувати. Ферменти присутні у всіх живих клітинах та каталізують усі без винятку життєві процеси.

Функції ферментів в організмі

Ферменти відіграють ключову роль багатьох важливих процесах в організмі. Вони беруть участь у диханні та роботі серця, зростанні та розподілі клітин, м'язовому скороченні, перетравленні та засвоєнні їжі, синтезі та розпаді всіх біологічних речовин, включаючи самі ферменти. Ферменти каталізують реакції, що відбуваються у клітинах та органах, що становить молекулярну основу життєдіяльності організму.

Специфіка дії ферментів

Однією з головних відмінностей ферментів від хімічних каталізаторів є висока специфічність їхньої дії. Кожен фермент діє цілком певне речовина чи хімічну зв'язок певного типу. Наприклад, фермент лактаза розщеплює тільки молочний цукор – лактозу – з утворенням глюкози та галактози, а амілаза діє тільки на полісахариди – глікоген та крохмаль.

Висока специфічність ферментів грає важливу біологічну роль, оскільки завдяки цій властивості ферменти в організмі виробляють послідовне розщеплення складних речовин до більш простих, які всмоктуються в кишечнику, або виводяться з організму. Наприклад, білки їжі спочатку розщеплюються протеолитическими ферментами - пепсином, трипсином і хімотрипсином - великі фрагменти поліпептидної природи. Ці поліпептиди в кишечнику під дією ферментів пептидаз розщеплюються до амінокислот, які всмоктуються в кров і розносяться кровотоком до різних органів, де використовуються для синтезу білків, специфічних для даного організму.

Історія відкриття ферментів

Перший ферментний препарат був отриманий в 1814 академіком Петербурзької академії наук К. С. Кірхгофом. Цей екстракт з проростків ячменю сприяв перетворенню крохмалю на цукор і отримав назву ферменту діастази або амілази. Протягом тривалого часу не вдавалося виділити ферменти як індивідуальних речовин, тому хімічна природа їх була невідома. У 1897 році німецький біохімік Едуард Бюхнер зміг виділити фермент із дріжджів, який здатний каталізувати процес бродіння. Він назвав його "зимаза" і показав, що він може працювати поза живим організмом, тобто не вимагає живих клітин для своєї роботи. Це відкриття призвело до розуміння того, що ферменти є білками, і що вони можуть каталізувати хімічні реакції поза живими клітинами.

З того часу було відкрито безліч різних ферментів, і їхня хімічна природа була докладно вивчена. Сьогодні ферменти широко використовуються в біотехнології та промисловості для виробництва продуктів харчування, ліків та інших хімічних сполук. Також ферменти використовуються в медицині для діагностики та лікування різних захворювань, пов'язаних із порушенням функціонування ферментів в організмі.