3-mavzu. Fermentlar reja

Fermentlar klassifikatsiyasi

Fermentlarga nom berishda ularning tasodifiy belgilari (travial nomenklatura), substrat nomi bilan (ratsional nomenklatura), fermentning kimyoviy tarkibi va nihoyat katalizlaydigan reaktsiya tipi hamda substrat xarakteriga qarab nomlangan. Tasodifiy belgilariga binoan quyidagi fermentlar nomlangan pepsin (grekcha pepsin - ovqat hazm qilish), tripsin (grekcha trepsis -azontiraman) va papain (Papayya daraxtidan ajratib olingan). Ta’siriga ko’ra bu fermentlar hammasi proteolitik ya’ni oqsil gidrolizini tezlashtiradigan fermentlar tipiga kiradi. Xujayradagi oksidlanish - qaytarilish reaktsiyalarini tezlashtiruvchi fermentlarni tsitoxromlar (tsitos-xujayra, xrom -rang) deb yuritiladi.
Eng ko’p tarqalgan nomlanish bu substrat nomiga «aza» qo’shish bilan aytiladi. Masalan, kraxmalni gidrolizini tezlashtiruvchi ferment amilaza (amilon -kraxmal), yog’larning gidrolizini tezlashtiruvchi ferment lipaza (lipos - yog’), oqsillarni (proteinlar) - proteaza va hakazo. Keyinchalik fermentlarning nomi substrat xarakteri va katalizlaydigan reaktsiya nomi bilan ataladigan bo’ldi. Masalan, yantar kislotasi molekulasidan ikki molekula vodorod atomini oladigan ferment suktsinatdegidrogenaza deb nomlanadi.
-2N
HOOC - CH₂ - CH₂ - COOH HOOC - CH = CH-COOH

Suktsinat degidrlanish fumarat

1961 yilda Moskvada bo’lib o’tgan biokimyogarlar kongressida yangi klassifikatsiya tasdiqlandi. Unga asosan fermentning nomi substratning kimyoviy nomi va ferment yordamida amalga oshadigan reaktsiya nomi bilan ataladigan bo’ldi. Ushbu klassifikatsiyaga binoan fermentlar 6 ta sinfga bo’lib o’rganiladi.

1. Oksidoreduktazalar oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalarini tezlashtiradilar. Bunday fermentlarga degidrogenazalar, ya’ni vodorod molekulasini organik birikmadan olib, boshqa aktseptorga berishdan iborat, oksidlanish jarayoni vodorod atomini substratdan olib, qaytarilish jarayoni esa vodorod atomlarini aktseptorga birikishi bilan boradi.

oksidoreduktaza

A+BN₂ AN₂+B

A- aktseptor, V - substrat

Oksidazalar esa substratni oksidlanishini katalizlaydilar, bunda molekulyar kislorodni elektron aktseptori sifatida ishlatadilar. Oksidazalarga o’simliklar olamida keng tarqalgan ferment peroksidazani olsak bo’ladi. Bu ferment ta’sirida qator organik birikmalarni vodorod peroksidi bilan oksidlanishi kuzatiladi. Xujayralarda degidrogenazalar vodorodni tashish vazifasini bajaradilar. Ma’lumki, substratdan vodorodni tashuvchi degidrogenazalar sinfiga alkogoldegidrogenaza, ya’ni etil spirtini oksidlaydilar, olma kislotani oksidlovchi ferment malatdegidrogenaza, qaxrabo kislotasini oksidlovchi suktsinatdegidrogenazalar hisoblanadi.

Oksidoreduktazalarning asosiy xususiyatlaridan yana biri ular ikki komponentli fermentlar qatoriga kirib, ulardagi koferment qismi chegaralangan aktiv guruhlarga ega bo’lib, xilma-xil oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalarini tezlatishdan iboratdir. Buning sababi bitta koferment bir qancha apofermentlar bilan birikib, o’ziga mos substratga xos bo’lgan maxsus oksidoreduktazalarni hosil qiladilar. Oksidoreduktazalarning yana bir asosiy xususiyatlari shundaki, ular kimyoviy reaktsiyalarni tezlashtirish bilan bir qatorda energiya ajratishidir. Bu xususiyat organizmdagi sintez jarayonlarida foydalaniladi.
Tabiatda 200 dan ortiq oksidoreduktazalar turi mavjud. Eng ko’p tarqalgan NAD - nikotinamidadendinukleotiddir.
Oksidlanish zanjirini boshlanishi ikki fermentdan tashkil topadi -NAD, NADF. Bu fermentlarning substrat bilan hamda o’zaro ta’siri quyidagi sxemada boradi.


Substrat N₂ NAD NADFN₂

Oksidlangan NADH₂ NADF

substrat
Sxemadan ko’rinib turibdiki, flavoproteid ya’ni NADF (nikotinamidadenindinukleotidfosfat) ikkilamchi degidrogenaza vazifasini bajarar ekan, chunki NADF vodorod atomini ikkilamchi substrat (tiklangan ferment) dan olar ekan.
Oksidlanish-qaytarilish fermentlari sistemasida vodorodni uzatilishi har xil yo’l bilan boradi. Ba’zida vodorod bevosita kislorodga birikib vodorod pereoksidini hosil qilar ekan.


HADF H₂O₂
HADF H₂O₂
Hosil bo’lgan H₂O₂ katalaza fermenti ishtirokida parchalanadi.

katalaza
2N₂O₂ 2N₂O+O₂

Katalaza ham oksidoreduktazalar sinfiga mansub bo’lib, u ikki atom vodorodni bir molekula vodorod peroksiddan 2 molekulasiga ko’chiradi.
katalaza
N₂O₂ +N₂O₂ O₂ +2N₂O

Vodorod peroksidi o’zga fermentperoksidaza yordamida ham parchalanishi mumkin. Ular substratdan vodorod atomlarini ko’chishini tezlashtiradilar.

Substrat N₂ +N₂O₂ substrat +2N₂O
Peroksidaza

Bunday holatga misol qilib glikolat kislotasini glioksalat kislotasiga o’tishini olsak, bu reaktsiya glikolatoksidaza fermenti ishtirokida boradi.

katalaza
HO - CH₂-COOH NADF H₂O₂ H₂O₂

O
C-COOH
NADFH₂ O₂ 2H₂O
N
Glikolat kislota

Xujayradagi oksidlanish-qaytarilish jarayonlarining eng ko’p tarqalgan turi vodorod atomining oksidlanishi bo’lib, bu jarayon substratdan birlamchi degidrogenazalar hamda tsitoxrom sistemasi yordamida amalga oshadi.

TSitoxrom sistemalarni tashkil qiluvchi fermentlar o’z tarkibida prostetik guruh sifatida temirporfirinlarning 4 ta tipi (A,V,S va D) xromoproteidlar ya’ni tsitoxromlar deb nomlanadi. Hozirgi kunga kelib 20 dan ortiq tsitoxromlar ma’lumdir. TSitoxromlar v₁, v₂, v₃, v₄ va hakozolar bir xil prostetik guruhga ega bo’lib, apoferment strukturasida farq qiladilar.