Triozafosfatizomeraza
→
│
H – C – OH
C = O
CH– OPO
3
H
2
CH
2
– OPO
3
H
2
D- digidroksiatsetonfosfat
D- digidroksilatsetonfosfat
Izomeraza fermentleri 5 kishi klasqa bólinedi. Ferment atı izomerlanish
reakciyasınıń túrine iykemlestirip ataladı : mutazalar, tautomerazalar,
ratsemazalar, epimerazalar, izomerazalar. Eger izomerlanish molekula ishindegi
gruppalardıń kóshiwinen ibarat bolsa, ferment mutaza dep ataladı hám t.b.
5. Ligazalar (sintetazalar) - ATF yamasa oǵan uqsas nukleotidtrifosfat
molekulasındaǵı pirofosfat baǵı energiyasınan paydalanıp eki molekulanıń
birigiw - sintetik procesin katalizlovchi fermentler. Bul reakciyalar nátiyjesinde
ATF sarplanıp, odan ADF yamasa AMF payda boladı :
X + Y + ATF → X - Y + ADF + fosfat.
Ligazalar 5 kishi klasqa bólinedi. Ligazalar 80 fermentten ibarat.
Fermentleriniń aktivlik birligi hám anıqlaw usılları. Organ, toqıma hám
kletkalar daǵı fermentler arnawlı usıllar járdeminde ekstraktsiya etiledi. Ajıratıp
alıw dawamında ferment aktivligin saqlap qalıw ushın arnawlı stabilizatorlardan
paydalanıladı. Fermentlerdi anıqlawda fermentli eritpe (biologiyalıq
materiallardan alınǵan ekstrakt) isletiledi. Qan plazmasi yamasa sarısuwı, basqa
biologiyalıq suyıqlıqlar tayın ferment eritpeleri esaplanǵanlıǵı sebepli olardan
fermentlerdi tezlik penen anıqlawda paydalanıw múmkin. Fermentler muǵdardı
anıqlawda reakciyada qatnasıp atırǵan substrat muǵdarın azayıwı yamasa
reakciya dawamında payda bolıp atırǵan ónimdi artpaqtası olshenedi.
Fermentler muǵdarın tikkeley tuwrıdan-tuwrı anıqlaw tek gomogen, yaǵnıy
kristall fermentlardagina orınlaw múmkin.
Ferment aktivligi dárejesi waqıt birligi aralıǵinda substrat muǵdarın azayıwı
yamasa reakciya ónim kólemin artpaqtası menen belgilenedi.
Ferment aktivligin anıqlawdaǵı standart sharayatlar.
Ferment aktivligin anıqlawda hár bir ferment ushın belgilengen arnawlı bir
sharayatta, málim waqıt aralıǵinda subtrat muǵdarın yamasa reakciya ónimi
muǵdarın ózgeriwin anıq ólshew kerek boladı :
anıqlanatuǵın fermentti optimal pH ma`nisin baqlaw (sáykes keletuǵın buferden
paydalanıladı );
27
substrat muǵdarı fermentti to'yinish dárejesinden artıqlaw bolıwı kerek, menen
reakciyanı maksimal tezligin saqlap turıwǵa erisiw múmkin;
kofaktorlar talap etetuǵın quramalı fermentler (metall ionları, kofermentlar)
ushın kofaktorlar muǵdarı to'yinish dárejesinden joqarı bolıwı kerek;
standart temperatura 25° C bolıwı kerek;
Keltirilgen standart sharayat reakciyanıń 0 ge teń ekenligin támiyinleydi hám
bunda substrat yamasa reakciya ónimi muǵdarınıń ózgeriwi tek ǵana ortalıqqa
qosılatuǵın ferment muǵdarına baylanıslı boladı.
Ferment aktivligin tuwrı ólshew ushın reakciyanıń baslanǵısh tezligin anıqlaw
kerek, sebebi waqıt ótiwi menen reakciyanı tormozlaytuǵın
ónimlerdiń payda bolıwı yamasa qaytalama reakciya pátiniń sezilerli dárejede
ózgeriwi nátiyjesinde fermentativ reakciyanıń tezligi tómenlewi múmkin.
Substrat yamasa reakciya ónimi muǵdarın anıqlaw usılları. Onıń ushın
málim bir waqıt ótkennen keyin reakciya toqtatilib yamasa reakciya barıwı
dawamında belgilenip, kolorimetrik, spektrofotometrik, fluorimetrik,
polyarografik usıllarda anıqlanadı.
Ferment aktivligi birlikleri. Kóbinese fermentler muǵdarı tolıq shamalar, mısalı
mg de yamasa ferment buyım de ólshew múmkin bolmaǵanlıǵı ushın shártli
ferment birliklerinde olshenedi. Halqaro bioximiyagarlar birlespesiniń
―Fermentler nomenklaturasi‖ kitabında fermenttiń struktura birligi (ME) de
ańlatılıp, 1 mikromol substratni bir minut daǵı (standart sharayatta ) ózgeriwin
katalizlovchi ferment muǵdarı qabıl etilgen. Lekin, SI sistemasında minut
ólshem birligi retinde qabıl etilmegenligi ushın ferment aktivligi ME boyınsha
atalmaydi. 1972 jıl bioximiya nomenklatura komissiyası katal atı menen basqa
birlikti qabılladı. Katal (ramzi- kat) 1 molga teń substratni 1 sekundta kataliz ete
alatuǵın ferment aktivligin ańlatadı. Sonlıqtan, 1 katalga teń aktivlik 1 buyım.
/sek bolıp tabıladı. Usı kórsetkish joqarı dárejeli shama bolǵanlıǵı sebepli
ámeliyatda mikrokatal (mk kat), nanokatal (nkat) qollanıladı. Bul shamalar 1
sekundta mikromol, nanomollarga tuwrı keledi. Qan daǵı fermentlerdiń aktivligi
SI sisteması shamalarına muwapıq ańlatpalanadı.
Fermenttiń salıstırma aktivligi standart sharayatlarda 1 mikromol substratni 1
minutda ózgertiw qábiletine iye bolǵan 1 mg ferment massasına teń yaǵnıy
mkmol/ (min mg belok ) de ańlatpalanadı.
Kóp formalı fermentler. Fermentlerdi bir túrde, bir toqımada, hátte bir kletkanıń
ózinde de bir- birinen parıq etetuǵın eki hám odan artıq sırtqı kórinislerde dús
keliwi anıqlanǵan. Bul fermentler áyne bir reakciyanı kataliz qilsalar da bir-
birlerinen substratga yakinliklari, tásiriniń optimumi, kataliz etetuǵın
reakciyanıń páti yamasa basqarilishini ózgeshelikleri boyınsha óz-ara parıq
etedi.
Kóp formalı fermentlerdiń payda bolıw tábiyaatı xilma - qıylı bolıp, aqırıǵa
28
shekem úyrenilmagan. Izofermentlar kelip shıǵıwı fizikalıq - ximiyalıq
ayırmashılıqları boyınsha belok molekulasınıń baslanǵısh strukturası daǵı nasliy
qasiyetke baylanıslı. Fermenttiń nasliy bolmaǵan modifikatsiyalarına formalı
fermentler dep ataladı.
Izofermentlar element almasinuvida basqarıwshılıq wazıypasın atqarıp, túrli
toqımalarda kesheip atırǵan metabolizmni ishki hám sırtqı faktorlarǵa
maslastırıw múmkinshiligin jaratadı, degen pikirler bar. Izofermentlar túrli
kletka hám toqımalarda, hátte organoidlarda birdey bolmaǵanlıǵı sebepli
bioximiyalıq reakciyalar baǵdarın ózgertiw ózgeshelikine iye.
Oligomer dúzılıwǵa iye bolǵan izofermentlar komplekstiń aktivligi olar
strukturası daǵı ayırım subbirliklarni bir- birine salıstırǵanda jaylasıwına
baylanıslı. Keyingi jıllarda kópshilik fermentlerdi izofermentlari bar ekenligi
anıqlanǵan: mısal retinde adam hám haywan kletkalarındaǵı
gliserataldegidfosfatdegidrogenaza, piruvatdegidrogenaza, geksokinaza
fermentlerin keltirsa boladı.
Bul gruppaǵa tiyisli fermentlerden birinshiler qatarında laktatni oksidleniw-
qaytarılıw reakciyasın kataliz etiwshi laktatdegidrogenaza jaqsı úyrenilgen:
Laktat + HAD
+
Piruvat + HADH + H
+
Laktatdegidrogenaza organizm túrli shólkemlerinde bes qıylı izoenzim
kóriniste ushırasıp, tórtew polipeptid shınjırdan ibarat. Izofermentlarning bir-
birinen polipeptid shınjırlarınan aminokislota quramı hám baslanǵısh strukturası
boyınsha parıq etedi. Olar M shınjır (ing. «muscle»- muskul sózinen) hám H
- shınjır (ing.«heart»- júrek sózinen alınǵan ) dúzilgen. Sonlıqtan, aktiv ferment
4 subbirliklarning 5 qıylı kombinatsiyalarınan ibarat : H4, H3 M, H2 M2, HM3,
M4 LDG lar sanog'i boyınsha tómendegi izofermentlar - LDG1, LDG2, LDG3,
LDG4, LDG5, ga tuwrı keledi. Skelet muskullaridagi LDGning izoshakli
tiykarınan 4 M - shınjırlarınan, júrek muskul toqımasıdaǵısı bolsa tiykarınan H
- shınjırlardan shólkemlesken. Birpara keselliklerde LDGning izoferment
quramın ózgeriwi odan kesellikti anıqlaw maqsetlerinde paydalanıwǵa tiykar
bolǵan. Qan sarısuwında izoferment forması muǵdarın ózgeriwine qaray qaysı
aǵza kesellengenligi, patologikalıq process qaysı jaǵdayda ekenligi tuwrısında
pikir yuritsa boladı.
Poliferment sistemalar. Hár bir kletka ayriqsha fermentler kompleksine iye.
Birpara fermentler derlik hámme kletkalarda, basqaları bolsa tek ayırım
kletkalardagina ushraydı. Kletka daǵı hár bir ferment funksiyası bólek
bolmaydıden basqa fermentler funktsiyası menen ajıralmas baylanısqan. Kóp
formalı fermentlerden poliferment sistemalar yamasa konveyerlar qáliplesedi.
Kletka daǵı poliferment sistemalar funktsiyası olarǵa bolǵan zárúriyatqa hám
tashkil tabıw qásiyetlerine baylanıslı. Poliferment sistemalardıń dúziliwin shártli
29
túrde tómendegi túrlerge ajıratıw múmkin: 1) funktsional, 2) strukturalı -
funktsional, 3) aralas.
Funktsional dúzılıw daǵı poliferment sistema fermentleri bir pútkil bolıp,
birinshi fermentten ekinshisine ótiwde metabolitlar járdeminde málim bir
wazıypanı atqaradı. Atap aytqanda, funktsional shólkemlesken poliferment
sistemalarındaǵı birinshi fermentke substrat reakciyası ónimi odan keyin
kiyatırǵan fermentke wazıypasın oteydi, keyingi reakciyalar sol kóriniste dawam
etedi.
Funktsional shólkemlesken poliferment sistemalarına glyukozanıń
bólekleniwinde qatnasatuǵın glikoliz fermentleri jıyındısı mısal bóle aladı.
Glikolizda hár bir reakciya bólek ferment menen katalizlanadi. Fermentler
ketma- ketligi tásirinde payda bolıp atırǵan metabolitlar baylaw buwın retinde
xızmet etedi. Shınjır daǵı fermentler sistemasında glyukozadan baslap aqırǵı
substratgacha hár biri aldınǵı ferment katalizlaydigan reakciya ónimi keyingi
ferment ushın substrat esaplanadı.
Strukturalı funktsional dúzılıwda ferment - fermentli óz-ara tásir járdeminde
málim ceriyali struktura sxemaların payda boladı. Nátiyjede molekula
dárejesinden joqarı bolǵan polifermentli kompleks strukturaları qáliplesedi.
Buǵan bir neshe fermentlerden shólkemlesken pirouzum kislotasınıń
oksidleniwinde qatnasıw etiwshi piruvatdegidrogenaza poliferment kompleksi
hám de struktura tárepinen óz-ara baylanısqan 7 fermentten ibarat may kislotası
sintezida qatnasuvshı sintetazasi mısal bóle aladı. Poliferment sistemaları bir
pútkil bekkem sistema bolıp, bólek fermentlerge úlken qıyınshılıq menen
bóleklenedi. Sol tárepten olar funktsional dúzilgen poliferment sistemalarınan
parıq etedi.
Struktura - funktsional dúzılıw daǵı poliferment komplekslerinen tısqarı taǵı
basqa variantları da bolıwı múmkin. Mısalı, fermentler biologiyalıq
membranada birikib, shınjırsimon tizilma kórinisin aladı. Mısalı,
mitoxondriyalarda energiya payda bolishida elektron hám protonlarning
tasılıwında qatnasıw etiwshi dem alıw shınjırı fermentleri mine sonday
dúzılıwǵa iye.
Struktura - funktsional dúzılıw túri tiykarınan biologiyalıq funktsiyası joqarı
dárejede atqarılıwı kerek bolǵan ferment sistemalarına tiyisli. Bul sıyaqlı
sistemalar daǵı fermentlerdi bir-birinen ajıratıw olar iskerligin joǵalıp ketiwine
alıp keledi.
Aralas poliferment sistemalar dúzilisi joqarıda keltirilgen eki túrdegi dúzılıwdıń
birgelikte qatnasıwınan ibarat, yaǵnıy poliferment sistemanıń bir bólegi
struktura dúzilisine, basqa bólegi bolsa funktsional dúzılıwǵa iye. Bunday
dúzılıwǵa Krebs halqasınıń poliferment sisteması mısal bóle aladı, ol jaǵdayda
birpara fermentler struktura kompleksinde birlesken (2-
oksoglutaratdegidrogenazali kompleks), basqaları bolsa bir-biri menen baylaw
30
metabolitlar járdeminde funktsional tárepten birlesken.
Immobilizatsiyalangan fermentler. Immobilizatsiyalangan yamasa erimeytuǵın
fermentler - jasalma usılda suwda erimeytuǵın tasıwshılar qatnasıwında alınǵan
ferment kompleksleri bolıp tabıladı. Immobillizaysiya - (lot. «immobilis»-
«harakatsiz»), erimeytuǵın material daǵı fermenttiń fizikalıq adsorbtsiyasi;
fermentti gel ketekshesine jaylastırıw ; sonıń menen birge erimeytuǵın material
menen fermentti kovalent bólew yamasa ferment molekulaların óz-ara
erimeytuǵın poliferment komplekslerin payda etiw jolları menen ámelge
asıriladı.
Adsorbent retinde kóbinese shıyshe, silikagel, gidrosilapatit, sellyuloza jáne
onıń ónimleri qollanıladı. Fermentti gel ketekshesine jaylastırıwda hár qıylı gel
payda etiwshi materiallar, kóbinese poliakrilamidli geldan paydalanıladı.
Fermentti kovalent baylaw material retinde polipeptidlar, stirol ónimleri,
poliakrilamid, neylon, sellyuloza ónimleri, kraxmal, eger sonıń menen birge
shıyshe, silikagel sıyaqlılar isletiledi.
Immobilizatsiyalangan fermentler alıwda ferment aktivligin saqlaw ushın barlıq
ıqtıyatlılıq ilajları kóriledi. Immobilizatsiyalangan fermentlerdi baslanǵısh
aktivligi ádetdegi fermentke salıstırǵanda kemrek, sebebi olardıń tasıwshılar
menen baylanısıwı substrat menen baylanısıwın pasaytiradi.
Kletka daǵı fermentlerdi struktura dúzilisi immobilizatsiyalangan fermentlerge
ayqın mısalı bóle aladı, olardı bul ózgesheligi kletka ishki strukturası menen
baylanısqan ferment ózgesheliklerin úyreniwge xızmet etedi. Usınıń menen
birge immobilizatsiyalangan ferment ádetdegi fermentlerge salıstırǵanda
kóplegen artıqmashılıqlarǵa da iye. Erimeytuǵın fermentler reakciya
ortalıǵından ańsat ajraladi`, olardı reakciya ortalıǵından juwıp alıw hám
qaytaldan isletiw múmkin.
Fermentlerdiń ámeliyatda qollanılıwı. Enzimologiyaning jedel rawajlanıwı
ximiyalıq reakciyalardı úlken tezlik menen ótiwin támiyinleytuǵın omilni ámelde
keńlew qollanılıwına alıp kelip atır. Sanaatda fermentler biologiyalıq sheki
onimdi islewde (nan jabıw, vino, pivo pısırıw, pishloq tayarlawda, shay, temeki,
teri hám terine qayta islewde, kulinariyada) keń qollanıladı. Keyingi jıllarda
ximiya - texnologiyada organikalıq elementlardı ózgertiw (oksidleniw,
qaytarılıw, degidratatsiya, kondensatsiya, dekarboksillanish), reakciyaların
basqarıwda da qollanila baslandı. Fermentlerden sanaatda paydalanıw tez
rawajlanıp atırǵan biotexnologiyanıń oraylıq bólegi bolıp, sanaat enzimologiyasi
atınıń aldı. Házirgi waqıtta sanaatda rawajlanıw (elementlardı sintez qılıw,
tazalaw, olardı ximiyalıq modifikatsiya qılıw ) birinshi náwbette fermentlerdi
qattı organikalıq yamasa organikalıq bolmaǵan polimer tasıwshılarǵa kovalent
baǵlar arqalı ulanib, tayarlanǵan formaları - immobilizatsiyalangan
fermentlerdiń qollanılıwına baylanıslı. Olarlardı tiykarında bir
31
qatar aminokislotalar, klechatkadan kraxmal, túrli farmakologik preparatlar,
mısalı prednizalon, júdá shıyrın qandsiz element aspartam hám basqalar alınǵan.
Fermentlerdi qattı tıykarǵa baylanıstırıp, háreketsiz qılıw ferment turaqlılıǵın
asıradı, ayriqshalıǵın támiyinleydi, qollanılıwın ańsatlashtiradi hám
preparatlardan qayta - qayta paydalanıw múmkinshiligin tuwdıradı.
Medicinada fermentler bir qatar keselliklerdi, ásirese ayırım fermentlerdiń nasliy
jetiwmasligidan kelip shıqqan nawqaslardı emlewde qollanılıp atır. Mısalı,
qanda sút qumshekeri laktozadan payda bolatuǵın galaktoza muǵdarınıń artıqsha
bolıwı - galaktozemiya monosaxaridning ózlestirilishini katalizlaydigan β-
galaktozidaza fermentiniń jetiwmasligidan kelip shıǵadı ; psixik iskerliginiń
aynıwı menen gúzetiletuǵın fenilketonuriya bolsa aminokislota - fenilalaninni
oksidlab, tirozinga ótkeriwshi tirozinaza fermentiniń aktivligi jetispewshiligine
baylanıslı hám basqalar. Bul jónelis enzimopatologiya dep atalib, násillik
keselliklerdi emlew ilajların anıqlawda óz ornın taptı.
Ekinshisi qanda, sidikte, toqıma preparatlarida fermentler muǵdarın anıqlaw
arqalı nawqasqa kesellikti anıqlaw qoyıw jáne onı emlewde úlken áhmiyetke iye
bolıp atır. Mısalı : LDG hám aminotransferazalar izofermentlarining qan daǵı
muǵdarın belgilew arqalı júrek hám bawır keselliklerin bir-birinen ajıratıw,
kesellik keshiwin baqlaw - bul enzimodiagnostika baǵdarına tiykar boldı.
Tómende enzimodiagnostikada qollanılatuǵın qan sarısuwınıń tiykarǵı
fermentleri keltirilgen:
Jumaq
Fermentler tásiriniń molekulyar mexanizmlerin kóp tárepleri ele
úyrenilmagan. Úyrenilgen fermentler tásir mexanizmleri arasında tómendegilerdi
keltiriw múmkin:
1)
jaqınlasıwı ;
2)
substrat deformatsiyasi;
3)
kislota-sıltıiy kataliz;
4)
kovalent kataliz.
1) Reagentlarning jaqınlasıwı - fermentlerge tán ózgeshelik bolıp, elementlar
ózgeriwin mıń yamasa on mıń retke tezlestiriw (substratlarning reakciyaǵa
kirisiw qábiletin asırıw ) imkaniyatın beredi. Ferment aktiv orayınıń - kontakt
bólegi ayriqsha jaǵdayda substratlarni baylanıstıradı hám de olardıń óz-ara
jaqınlastırıwshı katalitik gruppalar tásirin paydalı tárepke buradi. Substratlarni
taxlangan halda jaylasıwı entropiyanıń azayıwına sonday eken, aktivleniw
energiyasın azayıwına alıp keledi.
2) Substrat deformatsiyasiga gidrolaza, liaza hám birpara transferazalarning
tásiri mısal bóle aladı. Substrat fermentke birikkuncha ―bo'shashgan‖
konfiguratsiyada bolıp, aktiv oray menen baylanısqannan keyin molekulası
cho'ziladi (―deformatsiyalangan‖ konfiguratsiya). Substratdagi atomlararo
baǵlar qansha uzın bolsa, onıń úzilisine sonsha kem energiya sarp etiw boladı,
32
yaǵnıy aktivleniw energiyası pasayadi. Deformatsiya (sozılıw ) jayı suw
molekulaları tásirine ańsat ushraydı.
3) Kislota -sıltıiy kataliz. Basqa katalizatorlardan ayrıqsha túrde ferment aktiv
orayında aminokislota qaldıqlarınıń funktsional gruppaları kislota hám sıltı
ózgesheliklerin kórinetuǵın etedi. Usınıń nátiyjesinde ferment katalitik hújim
waqtındaprotonlarning aktseptor hám donor wazıypaların atqaradı, bunday
múmkinshilik ádetdegi katalizatorlarda joq.
Aktiv orayǵa substratni birigiwinde onıń molekulasına katalitik oraydıń
elektrofil hám nukleofil gruppaları tásir etedi hám kislota -sıltı gruppaları hújim
etken substrat bólimlerinde elektron tıǵızlıqtıń qayta bólistiriliwine alıp keledi.
Bul bolsa substrat molekulasında qayta bólistiriliw hám baǵlardıń úzilisin
jeńillestiredi. Katalitik orayında gistidin bolǵan fermentler kóbirek kislota -
sıltıiy katalizni kórinetuǵın etedi. Gistidin blokirlangan jaǵdaylarda ferment
aktivligin joǵatadı. Kislota -sıltıiy kataliz gidrolaza, izomeraza hám liazalarga
tán bolıp, kóbirek kovalent kataliz menen birgelikte ámelge asadı.
4) Kovalent kataliz aktiv oraydıń katalitik gruppaları hám substrat arasında
kovalent baǵlar payda etetuǵın fermentlerde gúzetiledi. Kovalent ferment-
substrat aralıq ónimleri turaqlı emes hám reakciya ónimin ajratgan halda ańsat
bóleklenedi. Kópshilik fermentler ushın aytılǵan mexanizmlerdi birgelikte
ámelge asıwı olardıń joqarı dárejedegi katalitik aktivligin támiyinleydi.
Dostları ilə paylaş: |