Fermentlarning struktura-funktsional tuzilishi va ta’sir etish mexanizmi

Fermentlarning ferment bo`lmagan katalizatorlarga o`xshashlik va farqlari. Fermentlar va ferment bo`lmagan katalizatorlar katalizning umumiy qonuniyatlariga bo`ysungan holda quyidagi o`xshashliklarga ega:

1. 
   Fermentlar faqat energetik imkoniyati bor reaktsiyalarni katalizlaydi.
   
2. 
   Ular hech qachon reaktsiya yo`nalishini o`zgartirmaydi.
   
3. 
   Fermentlar qaytar reaktsiya muvozanat holatini o`zgartirmasdan reaktsiyani tezlatadi.
   
4. 
   Ular reaktsiya jarayonida sarf bo`lmaydilar. Shu sababli hujayradagi ferment biror bir ta’sirga uchramaguncha ishlayveradi.
   

Ammo ferment biologik bo`lmagan katalizatordan ba’zi jihatlari bilan farq qiladi. Bunday farqlar fermentlarning murakkab oqsil molekulasi ekanligi va tuzilishining o`ziga xosligiga bog`liq.

1. Biologik bo`lmagan katalizatorlarga nisbatan fermentativ kataliz tezligi ancha yuqori. Bundan kelib chiqadiki, fermentlar oddiy katalizatorlarga nisbatan reaktsiyaning faollanish energiyasini yuqori darajada kamaytiradi. Masalan, vodorod peroksidning parchalanish reaktsiyasida faollanish energiyasi 75,3 kJ/mol bo`lib, uning ixtiyoriy parchalanishi juda sekin borishi natijasida pufakcha holatida ajralib chiqayotgan kislorod umuman sezilmaydi. Reaktsiyaga anorganik katalizator – temir yoki platina qo`shilsa, faollanish energiyasi 54,1 kJ/mol ga kamayadi, reaktsiya 1000 marta tezlashadi va pufakcha holida ajralib chiqayotgan kislorod ko`rinadi. Vodorod peroksidni parchalovchi katalaza fermenti esa faollanish energiyasini 4 marta pasaytirgan holda peroksidning parchalanish reaktsiyasini milliard marta tezlashtiradi. Reaktsiya yuqori darajada jadallik bilan borishi natijasida ajralib chiqayotgan kislorod pufakchalari “qaynayotgan”ga o`xshaydi.

Fermentning bitta molekulasi odatdagi harorat (37°C) da bir daqiqada moddaning mingdan milliongacha molekulalarini katalizlashi mumkin. Bunday tezlikdagi kataliz anorganik katalizatorlar uchun imkoniyatsiz hisoblanadi.

2. Fermentlar yuqori darajadagi spesifiklikka ega, ya’ni ularning katalitik ta’siri ma’lum turdagi ximiyaviy reaktsiya bilan chegaralanadi. Masalan, platina turli xil reaktsiyalarda katalizator sifatida ishlatiladi, ayrim fermentlar esa moddaning faqat bir stereoizomeriga ta’sir qiladi. Fermentlarning yuqori darajadagi spesifikligi moddalar almashinuvini qat’iy oqim bo`yicha yo`naltirishga imkon beradi.

3. Fermentlar ximiyaviy reaktsiyalarni “yumshoq” sharoitda, ya’ni odatdagi bosim, yuqori bo`lmagan harorat (37°C atrofida) va muhit pH i neytralga yaqin bo`lgan sharoitda katalizlaydi. Ular bu xossalari bilan katta bosim, muhitning pH i va harorat yuqori bo`lgan sharoitlarda ta’sir qiladigan katalizatorlardan farq qiladi. Fermentlar oqsil tabiatli bo`lganligi sababli harorat va muhit pH ining o`zgarishiga nisbatan juda sezgir.

4. Fermentlarning faolligi boshqarilish xususiyatiga ega bo`lib, bunday xususiyat biologik bo`lmagan katalizatorlar uchun xos emas. Fermentlarning bunday noyob xususiyati organizmdagi moddalar almashinuvi tezligini muhit sharoitiga qarab o`zgartirish, ya’ni turli xil omillar ta’siriga moslashishga imkon beradi.

5. Fermentativ reaktsiya tezligi ferment miqdoriga to`g`ri proporsional, anorganik katalizatorlarda esa bunday qat’iy bog`liqlik yo`q. Shu sababli tirik organizmda ferment miqdorining kamayishi moddalar almashinuvi tezligining pasayishini bildiradi va aksincha, qo`shimcha miqdor ferment hosil qilish organizm hujayralarining moslashish usullaridan biri hisoblanadi.