Понятие и биологическая роль ферментов
Рефераты >> Химия >> Понятие и биологическая роль ферментов

· теоретическую, строящей математические модели этих процессов;

· техническую, применяющую модели теоретической биомиметики для решения инженерных задач.

В Институте проблем химической физики РАН в Черноголовке уже найдены биомиметические подходы к ферментативной фиксации азота, анаэробного окислениюя алканов (метана в метанол) и фотоокислению воды с получением кислорода (именно это делают растения в процессе фотосинтеза).

Лакокрасочное изделие Lotosan выпускаемое в Германии отличается высокой стойкостью к загрязнениям. Идея была почерпнута у цветков лотоса, растущих в болотистых районах, и, несмотря на это, сохраняющих свою белизну. Оказалось – дело в микроскопических шипах, покрывающих поверхность цветка. Они не дают частицам задерживаться на лепестках и позволяют дождевой воде легко их смывать. В настоящее время разработчики бьются над создания легких, эластичных и прочных (в 5 раз прочнее стали) материалов на основе паутины. Идеология биомиметики прочно заняла свое место в различных дисциплинах - инженерном деле, химической технологии, нанотехнологии и многих других. Учёные попытаются найти химические аналоги ферментов и на их основе создать новые промышленные процессы. И это процесс со временем будет только набирать силу.

Заключение

В данной работе рассмотрено одно из биологически активных веществ, а именно - ферменты. Ферменты являются биологическим катализатором белковой природы, ускоряющим химические реакции в живых организмов и вне их. Ферменты обладают уникальными свойствами, которые отличают их от обычных органических катализаторов. Это, прежде всего, необычно высокая каталитическая активность. Другое важнейшее свойство ферментов - это избирательность их действия.

Важным свойством ферментов, которое необходимо учитывать при их практическом пользовании, является стабильность, т.е. их способность сохранять каталитическую активность.

Благодаря высокой специфичности ферментов в организме не воцаряется хаос: каждый фермент выполняет строго отведённые ему функции, не влияя на течение многих десятков и сотен других реакций, происходящих в его окружении. Роль ферментов в жизнедеятельности организмов велика.

Будущее ферментов очень интересно. Технология обнаружения и производства новых ферментов развивается с большой скоростью. Прежде применение и производство ферментов развивалось большей частью за счет попыток и ошибок. Так как детали, влияющие на химию и действие ферментов, были известны плохо, то в препаратах использовались смеси наиболее универсальных ферментов. Благодаря новым исследованиям при производстве сбываемой продукции возможно использование более специфичных ферментов.

Сегодня развивающиеся технологии с каждым днем раскрывают все новые чудеса сотворения жизни, и "биомиметика" как наука избирает примерами превосходные системы в организмах живых существ, создавая по их образу и подобию изобретения для пользы и блага людей. Учёные попытаются найти химические аналоги ферментов и на их основе создать новые промышленные процессы.

Список литературы

1. http://www.krugosvet.ru/articles/03/1000310/1000310a1.htm

2. Габриелян О.С, Маскаев Ф.Н., Пономарев С.Ю, Теренин В.И. Учебник химия 10 класс. - М., 2005.

3. Нечаев А.П., Кочеткова А.А, Зайцев А.Н. Пищевые добавки.- М., 2001.

4. Биохимия растительного сырья/ Под ред. Щербакова В.Г. М., 1999.

5. http://www.gazeta.ru/science/2007/10/15_a_2241957.shtml?incut2

6. http://www.cleandex.ru/articles/2008/07/07/biomimetic-1

Приложение 1

Классификация ферментов[3]

Таблица 1

Классы ферментов

Катализируемая реакция

Примеры ферментов или их групп (даны тривиальные названия)

Оксидоредуктазы

Перенос атомов водорода или электронов от одного вещества к другому

Дегидрогеназа, оксидаза

Трансферазы

Перенос определённой группы атомов - метильной, ацильной, фосфатной или аминогруппы – от одного вещества к другому

Трансаминаза, киназа

Гидролазы

Реакции гидролиза

Липаза, амилаза, пептидаза

Лиазы

Негидролитическое присоединение к субстрату

Декарбоксилаза, фумараза, альдолаза

Изомеразы

Внутримолекулярная перестройка

Изомераза, мутаза

Лигазы

Соединение двух молекул в результате образования новых связей С-С, С-N, С-О или С-S, сопряженное с распадом АТФ

Синтетаза

Приложение 2

Некоторые примеры использования ферментов в промышленности [4]

Таблица 2

Фермент

Промышленность

Использование

Амилазы (расщепляют крахмал)

пивоваренная

Осахаривание содержащегося в солоде крахмала

текстильная

Удаление крахмала, наносимого на нити во время шлихтования

хлебопекарная  

Крахмал Глюкоза. Дрожжевые клетки, сбраживая глюкозу, образуют углекислый газ, пузырьки которого разрыхляют тесто и придают хлебу пористую структуру. Хлеб лучше подрумянивается и дольше не черствеет

Протеазы

(расщепляют

белки)

папаин

пивоваренная

Этапы процесса пивоварения, регулирующие качество пены

мясная

Умягчение мяса. Этот фермент довольно устойчив к повышению температуры и при нагревании мяса какое-то время продолжает действовать. Потом он, конечно, инактивируется

фармацевтическая

Добавки к зубным пастам для удаления зубного налёта

фицин

фотография

Смывание желатина с использованной плёнки для того, чтобы извлечь находящееся в нём серебро

пепсин

пищевая

Производство «готовых» каш

фармацевтическая

Препараты, способствующие пищеварению (в дополнение к обычному действию пепсина в желудке)

трипсин

пищевая

Производство продуктов для детского питания

реннин

сыроделие

Свертывание молока (получение сгустка казеина)

Бакте-

риальные

протеазы

Стирка белья

Стиральные порошки с ферментными добавками

кожевенная

Отделение волоса – способ, при котором не повреждаются ни волос, ни шкура

текстильная

Извлечение шерсти из обрывков овечьих шкур

пищевая

Получение белковых гидролизатов (в частности, для производства кормов)

Глюкозооксидаза

пищевая

Удаление глюкозы или кислорода

Каталаза

пищевая

Удаление пероксида водорода

резиновая

Получение (из пероксида водорода) кислорода, необходимого для превращения латекса в губчатую резину

Целлюлазы

пищевая

Осветление фруктовых соков  

Пектиназы


Страница: