РЕФЕРАТ
на тему:
Ферменти мікроорганізмів
ПЛАН
1. Особливості ферментів мікроорганізмів, їх функції
2. Види ферментів та їх роль
3. Використання ферментів мікроорганізмів людиною
Список використаної літератури
1. Особливості ферментів мікроорганізмів, їх функції
Структура, властивості, синтез, функція і класифікація ферментів мікроорганізмів такі ж, як у більш складних організмів.
Однієї з особливостей ферментів мікроорганізмів є перевага адаптивних (індуцибельних) ферментів над конститутивними, що зв'язано як з малим обсягом протоплазми, так і з їх роллю головного механізму адаптації до мінливих умов зовнішнього середовища.
До особливостей ферментів мікроорганізмів у гетеротрофних мікроорганізмів може бути також віднесене виділення їх у великих кількостях у зовнішнє середовище.
Ця група так званих ектоферментів здатна викликати трансформацію (деградування) будь-яких органічних і неорганічних речовин, повертаючи вхідні в їх сполуку елементи й енергію в новий цикл круговороту речовин і енергії.
Ектоферменти здійснюють контактне і позаклітинне переварювання речовин, ушкоджують тканини своїх господарів, беруть участь у процесі самоочищення води і ґрунту від органічних залишків і ін.
Визначення ферменти мікроорганізмів використовують у бактеріологічній практиці для ідентифікації бактерій. Очищені чи вхідні до складу бактерій ферменти застосовують для одержання великої кількості необхідних промисловості і медицині препаратів і матеріалів, включаючи мікробний білок, антибіотики, вітаміни й ін.
Харчування мікроорганізмів здійснюється завдяки наявності в клітці різних ферментів, які каталізують всі життєво необхідні реакції.
2. Види ферментів та їх роль
Ферменти - це біологічні каталізатори білкової природи. Мікробна клітка, подібно кліткам вищих організмів, оснащена досить активним ферментативним апаратом. Ферменти мікроорганізмів мають ті ж властивості і функції, що і ферменти вищ організмів.
Відповідно до каталізуючих реакцій усі ферменти розділяють на шість класів:
Оксидоредуктази - каталізують реакції окислювання-відновлення.
Трансферази - каталізують реакції переносу різних груп від донора до акцептора.
Гідролази - каталізують розриті зв'язків у субстратах із приєднанням води.
Ліази - каталізують реакції розриву зв'язків у субстраті без приєднання води чи окислювання.
Ізомерази - каталізують перетворення в межах однієї молекули (внутрімолекулярні перебудови).
Лігази (синтетази) - каталізують приєднання двох молекул з використанням енергії фосфатних зв'язків.
Незважаючи на малі розміри мікробної клітки, розподіл у ній ферментів суворо впорядкований. Ферменти енергетичного обміну і транспорту живильних речовин локалізовані в цитоплазматичній мембрані і її похідних.
Ферменти білкового синтезу зв'язані з рибосомами. Багато ферментів не зв'язані з визначеними структурами клітки, а знаходяться в цитоплазмі в розчиненому виді.
Ферменти бактерій підрозділяються на екзо- і ендоферменти.
Ендоферменти функціонують тільки усередині клітки. Вони каталізують реакції біосинтезу й енергетичного обміну.
Екзоферменти виділяються кліткою в середовищі та каталізують реакції гідролізу складних органічних сполук на більш прості, доступні для асиміляції мікробною кліткою.
До них відносяться гідролітичні ферменти, що грають винятково важливу роль у харчуванні мікроорганізмів.
У залежності від умов утворення ферментів їх розділяють на конститутивні і індуцибельні.
Конститутивними називають ферменти, синтезовані кліткою поза залежністю від субстрату, на якому розвиваються бактерії. Наприклад, ферменти гліколізу.
Індуцибельні ферменти синтезуються тільки у відповідь на присутність у середовищі необхідного для клітки субстрату-індуктора. Він взаємодіє з репресором, інактивує його, у результаті чого включається генетичний апарат клітки і починається синтез відповідного ферменту.
Індукований синтез ферментів йде, поки в середовищі присутня індуктор. При цьому ферменти синтезуються заново у всіх клітках одночасно.
Індукторами біосинтезу є багато живильних речовин. До індуцибельних відноситься більшість гідролітичних ферментів.
Відомі також ферменти, які одержали назву аллостеричних. Крім активного центра в них мається регуляторний чи аллостеричний центр, що у молекулі ферменту просторово розділений з активним центром.
Аллостеричним (від греч. allos - інший, чужий) він називається тому, що молекули, що зв'язуються з цим центром, по будові (стерично) не схожий на субстрат, але впливає на зв'язування і перетворення субстрату в активному центрі, змінюючи його конфігурацію.
Молекула ферменту може мати трохи аллостеричних центрів. Речовини, що зв'язуються з аллостеричним центром, називають аллостеричними еффекторами. Вони впливають через аллостеричний центр на функцію активного центра: чи полегшують її, чи ускладнюють.
Відповідно аллостеричні еффектори називаються позитивними (активатори) чи негативними (інгібітори).
Аллостеричні ферменти відіграють важливу роль у тонкій регуляції метаболізму бактерій. Оскільки практично всі реакції в клітці каталізуються ферментами, регуляція метаболізму зводиться до регуляції інтенсивності ферментативних реакцій.
Деякі ферменти, так звані ферменти агресії, руйнують тканини і клітки макроорганізму, обумовлюючи тим самим поширення патогенних мікроорганізмів і їхніх токсинів в інфікованих тканинах.
До таких ферментів відносяться плазмокоагулаза, нейрамінідаза, коллагеназа , лецитиназа , гіалуронідаза і деякі інші ферменти. Гіалуронідаза стрептококів, наприклад, розщеплює гіалуроновую кислоту в мембранах кліток сполучних тканин макроорганізму, що сприяє поширенню збудників і їхніх токсинів в організмі, обумовлюючи високу інвазивність цих бактерій.
Плазмокоагулаза є головним чинником патогенності стафілококів, тому що бере участь у перетворенні протромбіну в тромбін, що викликає утворення фібриногену, у результаті чого кожна бактерія покривається плівкою, що охороняє її від фагоцитозу.
3. Використання ферментів мікроорганізмів людиною
Ферменти мікроорганізмів, такі як лігази і рестриктази, знайшли широке застосування в біотехнології, у тому числі в генетичній інженерії, для одержання різних біологічно активних речовин, гібриди, продуковані моноклональні антитіла, а також ряд продуктів у легкій і харчовій промисловості.
Ферменти мікроорганізмів характеризують їх біологічні властивості і тому їх досліджують з метою ідентифікації бактерій. У залежності від субстрату гідролітичні ферменти прийнято поділяти на дві великі групи:
- гідролітичні або цукролітичні ферменти, субстратом для який є різні цукри, а продуктами їх розщеплення - кислоти, спирти, альдегіди, Н2О ;
- протеолітичні ферменти, що розщеплюють білки з утворенням поліпептидів, амінокислот, аміаку, індолу, сірководню.
Для вивчення активності ферментів при ідентифікації мікроорганізмів широко використовують диференційно-діагностичні середовища, до складу яких входять визначені субстрати – цукри чи білки.
При дослідженні гідролітичної активності бактерій