Ферментативный катализ. Строение ферментов и механизм их действия.
Описание
Оглавление
Введение……………………………………………………………………3
Ферменты: общая характеристика………………………………………..5
Структурно – функциональная организация ферментов………………..9
Механизмы специфичности ферментов…………………………………11
Ферментативный катализ………………………………………………...13
Факторы влияния на активность фермента в реакции…………………16
Применение ферментативного катализа………………………………...23
Ферментативный катализ в аналитической химии……………………..25
Ферментативный катализ в XXI веке……………………………………28
Список использованных источников……………………………………32
Введение
Основу всех жизненных процессов на Земле составляют тысячи химических реакций, катализируемых веществами биологического происхождения. Их называют ферментами (от латинского fermentum – закваска), или энзимами (от греческого en – «в» и zume – «закваска») или, просто биокатализаторами. Значение ферментов точно и образно определил И.П.Павлов, назвав их "возбудителями жизни". Жизнедеятельность организмов представляет собой одновременное и согласованное функционирование огромного количества ферментов, их ассоциатов и комплексов в различных клетках, тканях и органах организма, которые осуществляют метаболические преобразования и преобразуют энергию, создавая в результате своего функционирования необходимые метаболиты, силы и потоки [1, стр.5].
Процесс ускорения химических реакций под действием ферментов называют ферментативным катализом. Используется ферментативный катализ человечеством тысячи лет, задолго до появления самого понятия «катализ». Получение молочнокислых продуктов, сыра, приготовление теста, вина, красителей и других продуктов включало применение ферментативных процессов. Технология этих процессов передавалась из поколения в поколение и была эмпирически отработана до совершенства. Считают, что в эволюции жизни и появлении сложных биологических систем (включая человека) важную роль сыграл ферментативный катализ [1, стр.13].
В настоящее время процессы ферментативного катализа представляют большой интерес для решения ряда научных и практических задач. Уникальные свойства ферментов, способных катализировать химические превращения в мягких условиях с высокой степенью субстратной специфичности определили их применение во многих технологических и аналитических процессах, например в пищевой промышленности, фармацевтике, медицине, при создании биосенсоров, в процессах тонкого органического синтеза. Однако использование свободных ферментов имеет ряд ограничений, связанных как с высокой стоимостью и лабильностью структуры, так и с трудностями удаления ферментов из реакционной среды. С этой точки зрения более экономичным и технологичным способом проведения биокатализа является применение гетерогенных биокатализаторов, то есть ферментов, иммобилизованных на поверхности твердой фазы [2].
Ферментативные процессы являются основой биотехнологических производств любой сложности. Биохимические преобразования под управлением ферментов определяют как спектр получаемых продуктов реакций, так и эффективность биотехнологического производства в целом. Сознательное управление сложными метаболическими процессами, определяющими эффективность конкретного производства, требует от биотехнолога как четкого понимания структурно-функциональной организации ферментов, знания механизмов ферментативного катализа, так и владения основами феноменологического анализа кинетики ферментативных реакций [3].
Каталитические реакции составляют важную часть процессов «зеленой» химии. Действительно, катализатор используется в небольших количествах, обычно регенерируется, при этом применение катализатора часто позволяет существенно улучшить производительность и селективность процесса. Среди химических процессов, модифицированных по законам «зеленой» химии, очень важным является применение биокатализаторов в химических процессах [4].
Характеристики реферата
Список файлов
- Ферментативный катализ. Строение ферментов и механизмы их действия..docx 390,26 Kb