Ферменты бактерий и их значение

Ферменты являются белками, участвуют в процессах анаболизма (синтеза) и катаболизма (распада), т.е. метаболизма. Ферменты распознают соответствующие им метаболиты (субстраты), вступают с ними во взаимодействие и ускоряют химические реакции.

Многие ферменты взаимосвязаны со структурами микробной клетки. Например, в цитоплазматической мембране имеются окислительно-восстановительные ферменты, участвующие в дыхании и делении клетки; ферменты, обеспечивающие питание клетки, и др. Окислительно-восстановительные ферменты цитоплазматической мембраны и ее производных обеспечивают энергией интенсивные процессы биосинтеза различных структур, в том числе клеточной стенки. Ферменты, связанные с делением и аутолизом клетки, обнаруживаются в клеточной стенке. Так называемые эндоферменты катализируют метаболизм, проходящий внутри клетки. Экзоферменты выделяются клеткой в окружающую среду, расщепляя макромолекулы питательных субстратов до простых соединений, усваиваемых клеткой в качестве источников энергии, углерода и др. Некоторые экзоферменты (пенициллиназа и др.) инактивируют антибиотики, выполняя защитную функцию.

Различают конститутивные и индуцибельные ферменты. К конститутивным ферментам относят ферменты, которые синтезируются клеткой непрерывно, вне зависимости от наличия субстратов в питательной среде. Индуцибельные (адаптивные) ферменты синтезируются бактериальной клеткой только при наличии в среде субстрата данного фермента. Например, галактозидаза кишечной палочкой на среде с глюкозой практически не образуется, но ее синтез резко увеличивается при выращивании на среде с лактозой.

Некоторые ферменты (так называемые ферменты агрессии) разрушают ткань и клетки, обусловливая широкое распространение в инфицированной ткани микроорганизмов и их токсинов. К таким ферментам относят гиалуронидазу, коллагеназу, дезоксирибонуклеазу, нейраминидазу, лецитовителлазу и др. Так, гиалуронидаза стрептококков, расщепляя гиалуроновую кислоту соединительной ткани, способствует распространению стрептококков и их токсинов.

Известно более 2000 ферментов. Они объединены в шесть классов:

· оксидоредуктазы - окислительно-восстановительные ферменты (к ним относят дегидрогеназы, оксидазы и др.);

· трансферазы, переносящие отдельные радикалы и атомы от одних соединений к другим;

· гидролазы, ускоряющие реакции гидролиза, т.е. расщепления веществ на более простые с присоединением молекул воды (эстеразы, фосфатазы);

· лиазы, отщепляющие от субстратов химические группы негидролитическим путем (карбоксилазы и др.);

· изомеразы, превращающие органические соединения в их изомеры

· лигазы, или синтетазы, ускоряющие синтез сложных соединений из более простых (аспарагинсинтетаза, глютаминсинтетаза и др.).

Различия в ферментном составе используются для идентификации микроорганизмов, так как они определяют их различные биохимические свойства: сахаролитические (расщепление сахаров), протеолитические (разложение белков) и другие, выявляемые по конечным продуктам расщепления (образование щелочей, кислот, сероводорода, аммиака и др.).

Ферменты микроорганизмов используют в генетической инженерии (рестриктазы, лигазы и др.) для получения биологически активных соединений, уксусной, молочной, лимонной и других кислот, молочнокислых продуктов, в виноделии и других отраслях. Ферменты применяют в качестве биодобавок в стиральные порошки (²Ока⌡ и др.) для уничтожения загрязнений белковой природы.

Ориентировочная карта для самостоятельной работы с литературой по теме « Ферменты бактерий и их значение ».

Основное задание	Указания	Ответы
Ферменты микроорганизмов	Опишите природу веществ, их основные свойства
Классификация ферментов микроорганизмов	Классифицируйте ферменты по локализации, по времени выделения, по катализируемым реакциям.
Практическое использование микробных ферментов	В каких областях применяются ферменты и ферментативные процессы

Материалы для самоконтроля:

1. Что собой представляют ферменты?

2. Какие функции выполняют ферменты?

3. Как называются ферменты, выделяемые микробной клеткой во внешнюю среду? Внутрь клетки?

4. Как называются ферменты выделяемые клеткой постоянно?

5. Если для данного фермента не субстрата в окружающей среде, то он не продуцируется микробной клеткой. Как называются эти ферменты?

6. Перечислите шесть основных классов ферментов, которые способны синтезировать микробные клетки.

7. Ферментный состав любого микроорганизма является достаточно постоянным признаком, а различные микроорганизмы довольно четко различаются по набору ферментов. Как человек использует это свойство микроорганизмов?

---

Дата добавления: 2015-07-26