Mavzu Fermentlardan biotexnalogiyada foydalanish
Download 90.05 Kb.
|
Biotexnalogita Mus
|
Mavzu Fermentlardan biotexnalogiyada foydalanish Reja
2 Ferment turlari 3 Fermentlarni biotexnalogiya soxasida ishlatilishi 4 Fermentlarni tibbiuotda qo'llanilishi Fermentlar (lotincha: fermentum — achitqi), enzimlar — hayvon, oʻsimlik va bakteriyalarning tirik hujayralaridagi oqsilli katalizatorlar. Fermentlar maxsus xususiyatlari va kimyoviy reaksiyalarni tezlashtirishi bilan odatdagi katalizatorlardan farqlanadi. Ular katalizatorlar kabi kimyoviy reaksiyalarning faollanish energiyasini pasaytiradi (qarang Kataliz).1914-yil rus-nemis kimyogari G.S.Kirxgof undirilgan arpa donidan olingan ekstrakt taʼsirida kraxmalni qandgacha parchaladi. 1933-yilda fransuz kimyogarlari A.Payen va J.Perso birinchi marta arpa donidan amilaza fermentini ajratib oldilar. 19-asr oʻrtalarida mikrobiologiyanint asoschisi L. Paster achish jarayonini tirik mikroorganizmlar (achitqilar) koʻzgʻatadi va bu jarayon ularning hayoti bilan bogʻliq deb koʻrsatdi. 1897-yilda nemis kimyogari E. Buxner achitqidan spirtli achish jarayonini chaqiruvchi fermentni ajratib oldi.20-asr boshlariga kelib nemis kimyogari R. Vilshtetter xodimlari bilan Fermentlarni ajratish va tozalashda adsorbsiya usulidan keng foydalandi. 20— 30-yillarda J. Samor, birinchi kristallik ferment (ureaza), soʻngra pepsin va boshqa bir qator proteologik Fermentlarni kristall shaklida ajratib olgan. 20-asrning oʻrtalariga kelib, fizikkimyoviy taxlil (asosan, xromotografiya) va oqsil kimyosi usullarining rivojlanishi natijasida qator Fermentlar ning birlamchi strukturasi aniklandi. Mas, qoramol oshqozon osti bezining ribonukleaza fermentlari toʻrtta disulfid bogi bilan bogʻlangan 124 aminokislota qoldigʻidan iboratligi koʻrsatib berildi. Shundan keyin rentgen struktura taxlili yordamida bir qancha Fermentlarning ikkilamchi va uchlamchi strukturalari aniqlandi. Koʻp Fermentlar toʻrtlamchi strukturaga ega ekanligi, yaʼni molekulalari tarkibi va strukturasi jihatidan turlicha boʻlgan bir qancha oqsil subbirliklar (biopolimerlar)dan iboratligi koʻrsatildi.Fermentlar. barcha oqsillar kabi oddiy va murakkab boʻladi. Murakkab Fermentlarning molekulalari ikki komponentdan: oqsil (apoferment) va oqsil boʻlmagan — prostetik guruh komponentidan iborat. Prostetik guruh apofermentdan oson ajraladigan hollarda kofaktor yoki koferment deb ataladi. Uglevodlar, nukleotidlar, turli metallarning ionlari va boshqa birikmalar, vitaminlar hamda ularning hosilalari (vitaminlari kofermentlardan iborat 150 dan ortiq Fermentlar maʼlum) kofermentlar boʻlishi mumkin. Avitaminoz va gipovitaminozlarda koʻpgina ferment tizimining funksiyasi izdan chiqadi, bu butun organizm normal hayot faoliyatining buzilishiga sabab boʻladi. Koʻpchilik Fermentlar aʼzo va toʻqimalarda shu darajada kamki, qatto ularning absolyut miqdorini (mas, milligrammlarda) bilish qiyin. Shu sababli Fermentlarning istalgan aʼzodagi miqdorini, ularning faolligiga qarab aniklanadi. Fermentlarning faollik birligi uchun bir min.da maʼlum miqdordagi substratning oʻzgarishini katalizlashga ketgan Fermentlar miqsori qabul qilingan.Fermentlarning taʼsir etishi bir qator omillarga, xususan, temperatura va muhit rN ga (rN — vodorod koʻrsatkich) bogʻliq. Fermentlarning taʼsir etish optimum temperaturasi 38—60°, temperatura bundan yuqori boʻlsa, Fermentlar odatda, denaturlanib oʻz faolligini yoʻqotadi. Pekin baʼzi Fermentlar (mas, ribonukleaza, miokinaza) 100° issiqlikka ham chidaydi. Odam va issiq qonli qayvonlar fermenti 37—38°da, yaʼni tana haroratida taʼsir koʻrsatadi. Fermentlar faolligining traga bogʻliqligidan tibbiyot amaliyotida, jumladan, jarrohlikda foydalaniladi. Koʻpchilik Fermentlar neytral reaksiyada (rN— 7,0 da) faol boʻlib, kislotali va ishqorli muhitda ular oʻz faolligini yoʻqotadi. Kislotali muhitda faol boʻlgan pepsin va baʼzi toʻqima proteolitik Fermentlar (mas, katepsin D) hamda ishqorli muhitda (rN — 8,0 da) faol boʻlgan tripsin bulardan mustasno. Tra va muhit rN ning kattaligidan tashqari, Fermentlar faolligiga turli moddalar kuchaytiruvchi (aktivatorlar) yoki toʻxtatuvchi (ingibitorlar) tazyiq koʻrsatadi. Turli anorganik ionlar, xususan, turli xil metall ionlari Fermentlar aktivatorlari hisoblanadi. Fermentlar faolligini susaytiruvchi birikmalar — ingibitorlar Fermentlar bilan qoʻshilib, fermentativ faollikni yoʻqotadigan kompleks hosil qiladi. Fermentlarning biosintezi genetik kod tomonidan nazorat etiladi. Ular ichki va tashqi omillar: mutatsiyalar, ionlovchi radiatsiya, ovkatlanish sharoiti va boshqa taʼsirida oʻzgarishi mumkin.Katalitik taʼsiri bir xil boʻlib, fizikkimyoviy xossasi bilan farklanadigan Fermentlar izofermentlar deyiladi. Hujayrada Fermentlar faolligini boshqarishda hujayra tarkibiy qismini tashkil etuvchi strukturalar — mitoxondriyalar, mikrosomalar va boshqa katta rol oʻynaydi. Enzimopatiya yoki fermentopatiya deb ataluvchi turli Fermentlar tizimi funksiyalarining buzilishi kishida koʻpchilik kasalliklarning kelib chiqishiga sabab boʻladi. Turli omillar (radiatsiya, kimyoviy moddalar, viruslar, bakteriyalar va boshqalar) tufayli Fermentlarning optimal taʼsir etish sharoiti oʻzgarganda Fermentlarning qondagi faolligi pasayishi kuzatilgan. Uning bu xususiyatidan diagnostikada foydalaniladi. Fermentlarning kon zardobidagi faolligini aniqlash usuli keng qoʻllaniladi. Bu usul yordamida kasallikni boshlanish paytida aniqlash mumkin. Fermentlar kasalliklarni aniqlashdagina emas, balki shu kasalliklarning ayrimlarini davolashda (enzimoterapiya) ham qoʻllaniladi. Kishilarning amaliy hayotida, shuningdek, yengil, oziq-ovqat va kimyo sanoatlarida Fermentlardan keng foydalaniladi. Fermentlar bir qator o’ziga xos xususiyatlarga ega. Bularga fermentlarning termolabilligi, spetsifikligi, muhit rNining o’zgarishiga nisbatan sezuvchanligi, aktivator va ingibitorlarning ta’siriga moyilligi kiradi. Fermentlarning ta’siri va ularning aktivligi reakdiyada ishtirok etayotgan moddaning kamayishiga (bu modda substrat deb ataladi) yoki xosil bo’layotgan moddaning ortib borishiga qarab belgilanadi. Odatda fermentativ preparat sifatida o’simlik to’qimalarining shiralaridan foydalaniladi. Bunday shiralarda fermentlar erigan xolda bo’ladi Fermentalоgiya va enzimalоgiya – bu оrganizmda kechadigan хilma –хil kimyoviy reaktsiyalarni faоllashtiruvchi va har qanday tirik hujayrada sintezlanadigan biоlоgik katalizatоrlar funktsiyasini bajaruvchi spetsifik оqsillar – fermentlar yoki enzimlar haqidagi ta‘limоtdir. Demak, fermentlar barcha tirik hujayra va to‘qimalar tarkibiga kiruvchi, hamda u erda amalga оshadigan barcha biоkimyoviy jarayonlarda ishtirоk etuvchi mahsus biоlоgik katalizatоrlardir. Barcha hayotiy jarayonlar mоddiy asоsini fermentlar katalizlaydigan minglab kimyoviy reaktsiyalar tashkil qiladi. Bu o‘zgarishlar juda murakkab va hilma – хil bo‘lishiga qaramay, ya‘ni ma‘lum harоratda, nоrmal bоsim, kislоtali va ishqоriy muhitda o‘z fiziоlоgik funktsiyalarini nоrmal ketishini tez suratda ta‘minlaydi. Hujayra izоtermik kimyoviy mashina – nоrmal to‘хtоvsiz ishlab turishi uchun maхsus biоlоgik katalizatоrlar bo‘lishi zarur. Masalan, оrganizm va tashqi muhit o‘rtasida bo‘ladigan mоdda almashinuvida fermentlar ishtirоkiga misоl 1qilib, оvqat hazm qilish a‘zоlaridagi fermentlar bajaradigan vazifalarni ko‘rsatish mumkin. Insоnlarning ba‘zi kasalliklari ularni to‘qimalarida bitta yoki bir qancha fermentlarni yetishmasligi yoki kamchiligi bilan bоg‘liq bo‘ladi. M-n galaktоzani glyukоzaga aylantirib beradigan fermentning bоlalarda yetishmasligi galaktоzemiyaga sabab bo‘ladi, bunda bоla оrtiqcha galaktоza bilan zaharlanadilar va hayotining birinchi оylarida halоk bo‘ladi. Ba‘zan patоlоgik o‘zgarishlar birоr bir fermentning faоlligini оrtib ketishi natijasida ham vujudga kelishi mumkin. Ksantinоksidaza faоlligini оshishi pоdagraga sabab bo‘ladi. Shu kabi misоllarni ko‘plab keltirish mumkin. Bunday hоlatlarda kasallik, shu fermentning faоlligini ingibirlоvchi / tоrmоzlоvchi / dоrilarni tanlab qo‘llash natijasida davоlaniladi. Shuningdek qоn plazmasida, eritrоtsitlarida yoki to‘qima namunalarida ba‘zi bir fermentlarni faоligini aniqlash natijasida ko‘pchilik kasalliklarni diagnоzini aniqlash mumkin. Fermentlar haqidagi fan hоzirgi zamоn biоkimyosining muhim bo‘limini tashkil etadi, tibbiyotda esa – tibbiyot fermentalоgiyasi yo‘nalishi shakillanmоqda. Fermentlar fan va sanоatning ko‘pgina tarmоqlarida keng qo‘llaniladi. Оziq – оvqat va farmatsevtika sanоatining ko‘pgina tarmоqlari- vinоchilik, nоn yopish, pishlоq pishirish, spirt, chоy, aminоkislоtalar, vitaminlar, antibiоtiklar ishlab chiqarish ham har хil fermentativ jarayonlardan fоydalanishga asоslangan. Shuning uchun fermentlar xоssalarini va ta‘sir meхanizmini o‘rganish kimyogarlarga xalq хo‘jaligining barcha sоhalarida qo‘llaniladigan yangi ancha mukammallashgan katalizatоrlar yaratishga imkоn beradi. Tibbiyotda va qishlоq хo‘jaligida qo‘llaniladigan har хil fiziоlоgik faol birikmalar (dоri mоddalar, o‘simliklarni o‘stiruvchi stimulyatоrlar va bоshqalar) ta‘siri prоvardida shunga оlib keladiki bu mоddalar оrganizmda u yoki bu fermentativ jarayonni faоllaydi yoki bartaraf qiladi. Fermentlarning ta‘sir etish qоnuniyatlarini va ularga har хil stimulyatоrlar yoki paralizatоrlar ta‘sirin o‘rganish, shubхasiz, biоlоgiya, tibbiyot va farmatsiyaning har хil sоhalari uchun birinchi darajali ahamiyatiga ega. Fermentalоgiya o‘rganadigan masalalar dоirasi juda ham keng, bu masalalar fermentlar strukturasini aniqlash maqsadida ularni ajratib оlish va tоzalash usullarini ishlab chiqish; tirik hujayrada fermentlarning hоsil bo‘lish jarayonlarini tadqiq qilish; ular ta‘sirini regulyatsiya qilish; har хil fiziоlоgik funktsiyalarni bajarishda fermentlar rоlini o‘rganishdir. Fermentlar oqsil tabiatli bioligik katalizatorlardir va shuning uchun ham ularga katalizning barcha qonunlari tegishlidir. Ammo bir qator spetsefik xususiyatlar ularni anorganik katalizatorlardan ajratib turadiFermentlarni struktur tuzilishi. Fermentlar оqsil tabiatli mоddalar bo‘lganligi uchun ularga оqsil qurilishidagi 1-chi, 2-chi, 3-chi, 4-chi qurilish darajalari ham хоs. Funktsiоnal оqsillarga o‘хshash fermentlar ham оddiy (prоtein– ferment) va murakkab (prоteid – ferment) larga bo‘linadi. Murakkab fermentlarning оqsil qismi – apоferment, оqsil bo‘lmagan qismi kоfaktоr deyiladi. Kofaktorlar termostabil moddalardir, ko‘pchilik fermentlar qizdirilganda faolligini yo‘qotadi. Fermentlarning kоfaktоr vazifasini metall iоnlari va kоfermentlar bajaradi. Apоferment va kоfaktоr bir biridan ajralgan hоlda katalizatоr sifatida faol emas. Ularning birlashishi fermentning faоl mоlekulasini yuzaga keltirib, хоlоferment deb ataladi. Fermentlarni funktsiоnal tuzilishi. Оddiy va murakkab fermentlar strukturasida ma‘lum bir funktsiyani bajaradigan qatоr qismlari bоrligi aniqlangan Har bir ferment mоlekulasida faоl markazi (A) mavjud, ya‘ni substratni - (S) biriktiruvchi qism. Rasmda fermentning faоl markazi «bоtiqliq» shaklida ko‘rsatilgan. Ba‘zi bir manbalarda «cho’ntak» deyiladi. Murakkab fermentning faоl markazi tarkibiga kоfaktоrlar kiradi. 4-lamchi qurilishga ega оligоmer fermentlarda faоl markazlar sоni subbirliklar sоniga teng bo‘lishi mumkin - bittadan markaz subbirliklarga. Ba‘zida fermentning ikkita subbirligi faоl markazning funktsiоnal qоbiliyatini hоsil bo‘lishida ishtirоk etadi. Murakkab fermentlarda faоl markazdan tashqari (regulyatоr) bоshqaruvchi yoki allоsterik markazi mavjud bo‘lib, ferment mоlekulasida fazоviy faоl markazdan ajralgan allоsterik (grekchadan allos – bоshqa, yot, begоna) deb nоmlanishiga sabab bu markaz bilan bоg‘lanuvchi mоlekulalar qurilishi bo‘yicha substratga o‘хshamaydi, lekin faоl markazga substratni birikishi va o‘zgarishga uchrashida uning kоnfiguratsiyasini o‘zgartirgan hоlda ta‘sir ko‘rsatadi. Ferment mоlekulasi bir nechta allоsterik markazga ega bo‘lishi mumkin. Allоstetik markaz bilan birikuvchi mоddalar allоsterik effektоrlar deyiladi. Ular allоsterik markaz оrqali faоl markazning funktsiyasiga ta‘sir etadi: - Bu ta‘sir faоl markaz faоliyatini оsоnlashtiradi yoki zaiflashtiradi. Bunga muvоffiq allоsterik efektоrlar ijоbiy (aktivatоrlar) va salbiylarga (ingibitоrlarga) bo‘linadi. Fermentning bitta mоlekulasi bir nechta allоsterik markazlarga ega bo‘lishi mumkin. Fermentlarning katta kichikligi substratga nisbatan juda katta bo‘ladi.Kоfaktоrlar fermentning faоl markazi bilan mustahkam bоg‘langan bo‘lishi mumkin yoki dializ qilinganda оsоn ajraladi. Mn: sitохrоm «C» da gem guruhi uning peptid zanjiri bilan kоvalent bоg‘langan bo‘lib, uni оdatdagi dializ va shunga o‘хshash usullar bilan оqsil qismidan ajratish mumkin emas. Murakkab fermentlarning tarkibiy qismlari alоhida faоllikka ega emas. Ular faqat bir – biri bilan birikkan hоlda bo‘lganliklaridagina оrganizm talabiga muvоfiq ravishda reaktsiya tezligini ta‘minlay оladilar. Murakkab fermentlar ishtirоkida kataliz qilinadigan reaktsiyalarda fermentning оqsil qismi qatnashmaydi, faqat kоferment qatnashadi. Оqsil esa substratni birikish bоsqichida reaktsiyani spetsifikligini aniqlaydi, ya‘ni apоferment ishtirоkida amalga оshadigan reaktsiyaga ta‘sir etadi. Masalan: transaminaza (aminоgruhni aminоkislоtalardan ketоkislоtalargacha ko‘chiruvchi ferment) va dekarbоksilaza(aminоkislоtalarnidekarbоksillanishini katalizlоvchi) fermentlar bitta kоfermentni ya‘ni piridоksalfоsfatni o‘zini ishtirоkida ishlaydi. Ikkala hоlatga ham bitta aminоkislоtani o‘zi substrat bo‘lib хizmat qiladi. Demak, reaktsiyaning har хil хarakteri munоsib apоfermentning tabiatiga bоg‘liq bo‘ladi.
2. Transferazalar — ma’lum ximiyaviy gruppalarni bir birikmadan ikkinchi birikmaga ko’chirilishini ta’minlaydi. 3. Gidrolazalar — murakkab organik birikmalarning suv yordamida parchalanish reaktsiyalarini katalizlaydii 4 Liazalar—substratdan suv ishtirokisiz ma’lum gruppalarning ajralishini katalizlaydi. Bu fermentlar faoliyati tufayli yo qo’shbog’hosilbo’ladi yoki ma’lum gruppalarning qo’sh bog’larga birikishi ta’minlanadi. 5. Izomerazalar—har xil organik birikmalarning izomerlanish reaktsiyalarini katalizlaydi. 6. Ligazalar—ATF yoki shunga o’xshash nukleozid trifosfatlar energiyasi hisobiga oddiy molekulalardan murakkab birikmalar hosilbo’lishi reaktsiyalarini katalizlaydi.Fermentlarning aktivligini aniqlashda ximiyaviy usullar bilan bir qatorda spektrofotometriq monometrik xromatografii, polyarografii va boshqa usullardan keng foydalanilmoqda.Fermentlar tizimi xalq xo’jaligini xar xil tarmoqlarda: oziq-ovqat, farmatsevtika, to’qimachilik, chorvachilik va boshqa bir qator soxalarda keng qo’llanilib kelinmoqda. Shunday bo’lishiga qaramasdan fermetlarni qo’llash masalasi uzoq vaqtlardan beri rivoj topmasdan kelgan. Bunga asosiy sabab fermentlar va fermentlar tizimining iqtisodiy qimmatligi edi. Ishlatilgan fermentlar tashlab yuborilavergan, buning ustiga ularni ishlab chiqarishni o’zi xam juda qimmat bo’lgan. Albatta, mikrobiologiya sanoatini rivojlantirish xisobidan kerakli fermentlarni, kerakli miqdorda ishlab chiqarishni yo’lga qo’yish mumkin. Ammo bu xam unchalik arzonga tushadigan maxsulot emas. Bundan tashqari fermentlarni ishlatishni to’xtatib turadigan eng kamida ikkita sababi bor: fermentlar saqlashda, ayniqsa tashqi muxit ta’siriga (xaroratga) o’ta chidamsiz; fermentlarni qayta ishlatish juda murakkab masala, chunki ularni reaktsiya sharoitidan ajratish imkoniyati yo’q. Mana shu sabablarga ko’ra fermentlardan foydalanish o’zini oqlamay qo’ygan edi. Ammo, bugungi kunda bu muammo butunlay xal qilingan. Immobilizatsiya qilingan fermentlarni olish texnologiyasining yaratilishi bu muammoga chek qo’ydi. 1916 yilda D.J.Nilson va E.Grifin invertaza fermentini ko’mir maydasiga adsorbtsiya qilinganda (immobilizatsiya qilinganda), uni faolligi saqlanib qolganligini kuzatdilar. 20-30 yillarda oqsil va fermentlarni adsorbtsiya qilish muammosi bo’yicha qator maqolalar e’lon qilingan. Ammo bu maqolalarni moxiyati ilmiy muammolarga bag’ishlangan bo’lib, ishlab-chiqarish bilan bog’liq bo’lmagan. 1939 yilda D.J.Pfanmyuller va G.Shleyxlar proteolitik fermentlarni yog’och qipig’iga adsorbtsiya qilish bo’yicha birinchi patentni olishga muvofiq bo’ldilar va olingan fermentni teriga ishlov berishda ishlatish mumkinligini isbotlab berdilar. Fermentlar va sorbentlar orasida mustaxkam kon’yugatlar (bog’lar) xosil qilish mumkinligini birinchilardan bo’lib 1953 yilda N. Grubxover va D.Shleyglar ko’rsatib berdilar Bu olimlar ferment bilan sorbentni kovalent bog’lar bilan bog’lash mumkinligini va bu xolatda ferment faoliyatini saqlab qolajagini isbotlab Ferment va "tashuvchi" orasidagi adsorbtsion o’zaro ta’sirning tabiati"Tashuvchi" satxida adsorbtsiya bo’lgan ferment molekulalari xar xil kuchlar xisobiga, xususan nospetsifik Van-der-Vaals, elektrostatik, o’zaro ta’sirlar, vodorod bog’lari va gidrofob bog’lar xisobiga amalga oshiriladi. Sanab o’tilgan bog’larni nisbiy ishtiroki ferment molekulasidagi faollik guruxlari yoki "tashuvchi"ning kimyoviy tabiatiga bog’liq bo’ladi. Ko’pchilik xollarda asosiy vazifani elektrostatik o’zaro ta’sirlar va vodorod bog’lari tashkil etadi.Ba’zi vaqtlarda o’zaro ta’sir kuchi oqibatida "tashuvchi"ning tuzilishi buzilishigacha borish mumkin. Masalan, ba’zi o’simlik xujayralarini tsitodeks granulalariga adsorbtsiya qilinganda xujayra devori deformatsiyaga uchragani kuzatilgan.Fermentlar adsorbtsiyasiga ta’sir etuvchi omillarAdsorbtsiya o’tish jarayoni va ferment bilan "tashuvchi" orasidagi bog’ni mustaxkamligi, ko’pchilik xollarda immobilizatsiya qilish sharoitiga bog’liq bo’ladi. Ferment adsorbtsiyasiga ta’sir etuvchi omillarga quyidagilar kiradi: tashuvchini g’ovakligi va sirtini faolligidir. Tashuvchini sorbtsiya qilish xajmi uning sirtini faolligiga to’g’ri proportsional oqsil yoki fermentga kelganda bu qonuniyat faqatgina tashuvchini g’ovakligi oqsil molekulasidan anchagina katta bo’lgandagina o’z kuchini saklaydi. Tashuvchini g’ovakligi juda kichik bo’lganda, fermentlar g’ovaklarga sig’masalar, fermentlar uchun tashuvchilar satxining ma’lum bir qismigina foydali bo’ladi xolos. Bunday paytlarda tashuvchining sorbtsiya qilish imkoniyatlari juda kam bo’ladi, boshqacha qilib aytganda, g’ovaklar qancha kichik bo’lsa, tashuvchining adsorbtsiya qilish imkoniyatlari shuncha kam bo’ladi. G’ovaklarni mo’tadil xajmini xisoblashni birinchilardan bo’lib buni 1976 yilda R.Messing taklif etgan. U shisha va sopol materiallardan tashuvchi sifatida foydalana turib, ularni g’ovaklarini kattaligini (xajmini) o’lchab chiqdi va g’ovaklarni kattaligi ferment bo’yidan taxminan 2 marotaba katta bo’lgan xollarda tashuvchini adsorbtsion imkoniyatlari maksimum bo’lishini tajribalardan isbotlab berdi. Bunday xolda substratni molekulyar o’lchami fermentdan ancha kichik bo’lmog’i va sorbtsiya qilingan ferment g’ovaklariga bemalol kirib turishlari lozim, albatta. Substrat molekulasining xajmi fermentnikidan katta bo’lgan xollarda tashuvchining g’ovakligi substrat molekulasi bilan belgilanadi. Ba’zi bir xollarda substratni o’zi tashuvchi vazifasini bajarishi xam mumkin. Masalan, tsellyulaza fermentini immobilizatsiya qilish uchun uning substrati bo’lgan tsellyulozadan keng foydalaniladi. rN belgilari berdilar. Reaktsiya muxiti immobilizatsiya qilish jarayonida juda katta axamiyatga ega, ayniqsa sorbtsiya, elektrostatik o’zaro ta’sir yordamida amalga oshirilgan xolatlarda. Bunga asosiy sabab rN o’zgarishi bilan oqsil yoki tashuvchining sorbtsiya uchun javobgar bo’lgan ionogen guruxlarni ionizatsiyasi o’zgaradi. Ionalmashuv xossalariga ega bo’lmagan tashuvchilardan foydalanganda, sorbtsiya oqsil yoki fermentni izoelektrik nuqtasida amalga oshirilsa yaxshi natija beradi. Ammo bu qonuniyatni chetlab o’tish xollari xam uchrab turadi. Masalan, albuminni lateksga sorbtsiya bo’lishini xar xil rN da o’rganib chiqilganda bu jarayonni rN ga aloqadorligi W simon bo’lganligi, ko’mirda adsorbtsiya qilinganda esa mo’tadil rN 3 dan 6 gacha o’zgarishi, bu o’zgarish ko’mirni tabiatiga bog’liqligi isbotlangan.Ion kuchiFerment bilan tashuvchi orasidagi bog’lanishni kuchiga ta’sir ko’rsatuvchi omildir. Tuzlarni yuqori miqdorda tashuvchi sirtidan elektrostatik yo’l bilan bog’langan fermentni siqib chiqaradi. Boshqacha qilib aytganda, ion kuchini oshishi bilan fermentni desorbtsiyasi oshib boradi. Ba’zi xollarda bunga aksincha ta’sir xam uchrab turadi, buni oqsilni "tuzlanishi" deb ataladi.Fermentning miqdori Eritmada fermentni miqdori oshib borgan sari, uni sorbtsiya bo’lishi va immobilizatsiya bo’lgan fermentni katalitik faolligi oshib boradi. Immobilizatsiya bo’lgan ferment faolligini, eritmadagi ferment miqdoriga nisbatan taqqoslab o’rganganda shu narsa ma’lum bo’ldiki, fermentni eritmadagi miqdorini oshib borishi bilan ma’lum nuqtagacha fermentni katalitik faolligi oshib boradi va undan keyin o’zgarmasdan qoladi va xatto kamayishi xam mumkin. Tekshirishlar shuni ko’rsatdiki, fermentni faolligi tashuvchi satxini butunlay qoplab olgunga qadar faollik oshib boradi, keyin esa ferment 2-chi, 3-chi qavat xosil qiladi va x.k. Oxirida, tashuvchining eng tepa qismida yopishgan fermentlar faollik ko’rsatadi, tagida qolganlari esa substrat bilan aloqa qilaolmaydilar va o’zo’zidan "ishsiz" qoladilar. Shuning uchun xam immobilizatsiya bo’lgan fermentni faolligi kamayadi. XaroratXaroratni oshishi adsorbtsiya jarayoniga ikki xil ta’sir qiladi. Birinchidan, xaroratni oshishi fermentni inaktivatsiyasiga (denaturatsiya) olib keladi, ikkinchi tomondan esa xaroratni oshishi fermentni tashuvchi g’ovaklariga diffuziyasini kuchaytirish xisobidan, ferment faolligini oshishiga olib keladi. Demak, adsorbtsiya yo’li bilan immobilizatsiya qilishni mo’tadil sharoiti bo’lish kerak. Bunday xarorat adsorbtsiya qilinadigan fermentni tabiati va tashuvchi satxiga bog’liq bo’lib, xar bir ferment yoki tashuvchi uchun qator tajribalar orqali topiladi. Shunday qilib, fermentlarni adsorbtsiya yo’li bilan immobilizatsiya qilish bir qator omillarga bog’liq bo’lib, faqat tajribalar asosida aniq topiladi. quyida fermenbilan tashuvchi orasidagi bog’ni kuchaytirishga xizmat qiluvchi omillar xaqida fikr yuritamiz.Fermentni tashuvchi bilan bog’lanish kuchini oshiruvchi usullar.Oldindan modifikatsiya qilingan tashuvchilarga immobilizatsiya qilishTashuvchining oldindan modifikatsiya qilish adsorbtsiya kuchini keskin oshirishga olib keladi. Bundan tashqari, ferment molekulasi atrofida maxsus sharoitlar yasash xisobidan, oldindan modifikatsiya qilingan tashuvchida immobilizatsiya qilingan fermentni katalitik xususiyati xam ortib boradi. Buning ustiga, oldindan modifikatsiya qilmaslik adsorbtsiya qilingan fermentni faolligini butunlay yo’qolishigacha olib kelish mumkin. Masalan, agar fermentni mo’tadilligi nordon sharoitda past bo’lsa, silikagelga sorbtsiya qilingan fermentni faolligi butunlay yo’qoladi, chunki, silikagelni satxi nordon muxitga ega (rNq4,0). Bunday sharoitda, immobilizatsiyadan oldin silikagelni ma’lum rN ga ega bo’lgan buferda fermentni mo’tadil rN ga to’g’ri kelgan rN da saqlab turish lozim bo’ladi. Xuddi shunday muammo, faol markazida metall saqlaydigan fermentlar bilan ishlaganda kelib chiqadi. Bunga sabab, ba’zi bir tashuvchilar o’zlariga metall ionlarini tortib olish qobiliyatiga egalar. Bunday tashuvchilarda adsorbtsiya qilingan fermentlar, o’z faol markazidagi metalni chiqib ketishi xisobidan faoliyatlarini yo’qotishlari mumkin. Bu xolni bartaraf etish uchun, tashuvchini maxsus metall ionlari saqlagan eritmalarda uzoq vaqt ushlab turish va shu tufayli uni metall ioniga nisbatan bo’lgan extiyojini qondirish mumkin bo’ladi.Tashuvchilarni metall ionlari bilan to’yintirish adsorbtsiya yo’li bilan immobilizatsiya qilishni mo’tadillashtirishda xam ishlatiladi. Tashuvchi sirti metall ionlari bilan to’yintirilganda (buning uchun Ti, Sn, Zr, V va Fe ishlatiladi), fermentni sorbtsiya qilish xususiyati ortadi, bunga sabab metall ioni ferment bilan tashuvchi orasida ko’prik bo’lib xizmat qilishidir. Immobilizatsiyaning bu usuli, tsellyuloza, neylon shisha filtr qog’oz kabi tashuvchilardan foydalanganda yaxshi natijalar berishi isbotlangan.1972 yilda S.Mey va N.Li lar bu usulni modifikatsiya qildilar va membrana xosil qiluvchi materialar sifatida suvda erimaydigan polimer o’rniga katta molekulyar massaga ega bo’lgan suyuq uglevodorodlardan foydalanishni tavsiya qildilar. Bu usul suyuq membranalarda immobilizatsiya qilish deb ataldi. Bundan tashqari tolaga kiritish, liposomaga kiritish, mikroemulsiya xosil qilish kabi bir qator usullar mavjud.Fermentlarni immobilizatsiya qilishinig kimyoviy usullariKimyoviy usullarni boshqa usullardan asosiy farqi kimyoviy ta’sir natijasida ferment bilan tashuvchi orasida qo’shimcha kovalent bog’i paydo bo’ladi. Bu usulda immobilizatsiya qilingan fermentlarni kamida ikkita ustunligi bor. Birinchidan, ferment va tashuvchi orasidagi kovalent bog’, xosil bo’lgan kon’yugatni yuqori mustaxkam qiladi. Boshqacha qilib aytganda ferment ishtirokida o’tadigan reaktsiyalarni rN, xarorati va boshqa ko’rsatkichlarini o’zgartirish, fermentni desorbtsiyasiga, shu tufayli olinadigan maxsulotni ifloslanishiga olib kelmaydi. Bu esa ayniqsa meditsina, oziq-ovqat maxsulotlari, analitik ishlar uchun reaktivlar olishda o’ta muxim axamiyat kasb etadi. Ikkinchidan, kimyoviy modifikatsiya fermentni faolligini va mo’tadilligini oshirishiga olib keladi. Faqatgina kimyoviy yo’l bilan, ko’p nuqtalik bog’lanishlar natijasida fermentni mo’tadilligini ostirish mumkin. Bu usulni kamchiligi, ba’zi-bir fermentlar kimyoviy modifikatsiya jarayonida o’z faolligini yo’qotib qo’yadilar Fermentlar va alkimyo? “Fermentatsiya” so‘zi uzoq tarixga ega. O‘rta asrlarda bu so‘z - vino yoki xamirni achitish bo‘ladimi, sirli-sinoatli jarayon deya tushunilgan. Alkimyogarlar yillar davomida o‘sha sehrli “fermentlarni” kashf etishga uringan. O‘sha davr tushunchasiga ko‘ra “fermentlar” inson aralashuvisiz kimyoviy jarayonlar sodir etgan. Biroq fermentlar haqidagi bilim kichik bo‘laklar va fragmentlar tarzida shakllangan...Fermentlar tarixi 17 asr o‘rtalarida gollandiyalik olim, anatom va kimyogar Frantsisk Silviy inson oshqozonosti bezining o‘ziga xos shira ajratib chiqarishi va uning ovqat bilan aralashib ketishini isbotladi. Shunday qilib inson organizmida fermentlarning roli va o‘rni haqidagi bahslarga nuqta qo‘yildi. 19 asr esa yana bir qancha kashfiyotlarga boy bo‘ldi. Lui Paster, vinoning achish jarayonini o‘rganish asnosida, xamirturush tarkibidagi qandaydir “hayotiy kuch”ning mazkur jarayonga asosiy sabab, degan xulosaga keldi.Oshqozonosti bezi shirasining (pankreatik shira) achitish reaktsiyasini hosil qilishi va ko‘plab miqdorda oqsilga ekani isbotlandi.So‘lakdan farqli, oshqozonosti bezi shirasining uglevodlar, oqsil va yog‘larni parchalash xususiyati bilan ajralib turishi borasida gipotezalar ilgari suriladi. Ayniqsa, qiyin parchalanadigan yog‘larga nisbatan bu muhim. Steatoriya (yog‘larning so‘rilmasligi) – oshqozonosti bezining bevosita xastalangani alomati ekani haqida xulosaga kelindi. Mazkur organsiz organizm yog‘larni hazm qila olmaydi. Klod Bernard oshqozonosti shirasidan ovqat hazm qilish substantsiyasini ajratishga muvaffaq bo‘ldi va uni pankreatin deb atadi.E. Buxner to‘qimasiz fermentatsiya kashfiyoti uchun Nobel mukfotiga sazovor bo‘ldi.Ilk bora yuqori tozalikda kristall ko‘rinishidagi ferment (ureza) ajratib olindi. Keyingi o‘n yillik orasida yana bir qancha fermentlar ajratildi.Buzoq oshqozonosti bezi fermenti qantli diabetni davolash uchun ilk bor sinab ko‘rildi. Davo natijasida bemor oganizmi yog‘ va oqsillarni yaxshiroq hazm qila boshladi.Aleksandr Yakovlevich Danilevskiy pankreatin fermenti yakka o‘zi yog‘lar, oqsil va uglevodlarni bir vaqtda parchalay olmaydi, degan taxminni ilgari surdi. Pankretik shira esa har uchalasini ham parchalaydi. Shunday qilib uch xil fermentlar borligi haqida taxmin yuzaga keldi.Pankreatin yordamida oshqozonosti bezini muvaffaqiyatli davolaganlik to‘g‘risida ma’ulmot paydo bo‘ldi.Va nihoyat fermentli preparatni tabletka ko‘rinishida ishlab chiqarish uchun birinchi patent olindi.Fermentlar avlodi 19 asr oxirida oshqozon shirasi ta’sirida pankreatin faolligini sezilarli darajada yo‘qotishi aniqlandi. Buning oldini olish uchun pankreatinni maxsus tanin materialidan tayyorlangan qobiqda ishlab chiqarish yo‘lga qo‘yildi va unga Pankreon nomi berildi. Vaqtlar o‘tib qobiq mukammalashdi. Uni uni oshqozon shirasiga yanada chidamliroq bo‘lishiga erishildi. Nihoyat ichakda eriydigan qobiq yaratilib, fermentlarning ikkinchi avlodi yaratildi. Ma’lum muddat o‘tib, preparat zarrachalarining o‘lchami muhim ahamiyatga ega ekani isbotlandi. Kichik zarralar oshqozonda maydalangan ovqat bilan o‘nikki barmoqli ichakka tushish imkonini beradi. Oshqozon shirasiga aralashib, maydalangan ovqat bilan o‘ta kichik, 1,5 mm diametrli zarrachalargina ichakka sirg‘alib o‘ta olar ekan. Bundan tashqari, granulalar qanchalik kichik bo‘lsada, o‘zida saqlovchi fermentlarni ichakda shunchalik tezroq faollashishini ta’minlashi zarur edi. 1963 yili fermentlar yana bir bor modernizatsiyadan o‘tdi. Endi qobiqsiz granulalar ishlab chiqarila boshlandi. Shunday qilib, ferment preparatlarining uchinchi avlodi “voyaga ” yetdi. 1983 yili mikrosferalar qobiqqa – kapsulaga “qamaldi” (fermentlarni oshqozon shirasidan himoyalash). Biroq, ishlanmalar bir yerda qotib qolganemas. 1,0-1,2 mm diametrli minimikrosferalar 1,9-2,0 mm diametrlisidan chorak karra samarali ekani aniqlandi. 1993 yili pankreatinni minimikrosfera ko‘rinishida ishlab chiqarishga patent olindi (ferment preparatlarining to‘rtinchi avlodi). Minimikrosferalar taxminan 1,2 mm diametrga ega bo‘lib, aynan mana shu o‘lchamda ular ideal darajada samaraliroq ekan. Shuning uchun ham bugungi kunda ana shu o‘lchamdagi fermentlar optimal hisoblanadi. Mazkur texnologiya Mikrazim preparati ishlab chiqarishda qo‘llanadi Insoniyat bu fermentlarning foydali xususiyatlaridan ancha vaqtdan beri foydalanib kelmoqda.Masalan,asrlar davomida shirdon fermenti yordamida sutdan pishloq ishlab chiqariladi. Fermentlarning katalizatorlardan farqi shundaki, ular tirik organizmda tа'sir qiladi,katalizatorlar esa-jonsiz tabiatda.Biokimyoning,hayot uchun o'ta muhim bo'lgan bu moddalarni o'rganuvchi yo'nalishi, enzimologiya deb ataladi.Fermentlarning umumiy xususiyatlari Fermentlar,turli xil moddalar bilan o'zaro ta'sirlashib,ularning ma'lum yo'l bo'yicha kimyoviy o'zgarishini tezlashtiruvchi,oqsil tabiatli molekulalardir.Bu holda ular sarflanmaydi.Har bir fermentda,oziqlantiruvchi muhitga qo'shiluvchi,faol markaz va bu yoki boshqa kimyoviy ta'sirlanishni ishga tushiruvchi katalitik qismi bor.Bu moddalar organizmda kechadigan biokimyoviy ta'sirlanishlarni haroratni ko'tarmagan tarzda tezlashtiradi. Fermentlarning asosiy xususiyatlari: o'ziga xosligi: fermentning faqat o'ziga xos ozuqa muhitiga ta'sir qilish qobiliyati, masalan, lipazalar-yog'larga;katalitik samaradorligi: fermentativ oqsillarning biologik ta'sirlanishlarni yuz va ming baravar tezlashtirish qobiliyati;tartibga solish qobiliyati: har bir hujayradagi fermentlarning ishlab chiqarilishi va faolligi,bu oqsillarning qayta sintezlanish qobiliyatiga ta'sir qiluvchi, o'ziga xos o'zgarishlar zanjiri bilan aniqlanadi. Fermentlarning inson organizmidagi o'rnini ortiqcha baholab yuborishning iloji yo'q. DNKning tuzilishi endi aniqlangan paytda,bir gen,qandaydir aniq bir alomatni aniqlashtiruvchi,bitta oqsilning sintezi uchun javob beradi,deb aytishardi.Hozirgi kunda bu so'zlar bunday tarzda aytiladi: «Bir gen – Bir ferment – bir alomat».Ya'ni hujayradagi fermentlarning faolligisiz,hayot mavjud bo'la olmaydi. Tasniflanishi Kimyoviy ta'sirlanishlardagi tutadigan o'rniga qarab,fermentlarning quyidagi turlari ajratiladi: Tirik organizmdagi barcha fermentlar ichki- va tashqihujayralilarga bo'linadi. Ichkihujayralilarga,misol uchun,qon bilan kelib tushadigan,turli xil moddalarni zararsizlantirishda ishtirok etadigan,jigar fermentlari kiradi.Ular organga shikast yetganda qon tarkibida aniqlanadi,va bu o'z o'rnida uning kasalliklarini aniqlashda yordam beradi. Ichki organlarning shikastlanganligini belgilab beruvchi,ichkihujayrali fermentlar: jigar-alaninaminotransefraza, aspartataminotransferaza, gamma-glyutamiltranspeptidaza, sorbitdegidrogenaza; buyrak - ishqorli fosfataza; prostata bezi - nordon fosfataza yurak mushagi - laktatdegidrogenaza Tashqihujayrali fermentlar bezlar tomonidan tashqi muhitga ajralib chiqadi.Ularning asosiylari so'lak bezlari,oshqozon devorlari, oshqozonosti bezi,ichak hujayralaridan ajraladi va hazm qilishda faol ishtirok etadi Hazm qilish fermentlari Hazm qilish fermentlari- bu ovqat tarkibiga kiruvchi yirik molekulalarning parchalanishini tezlashtiruvchi,oqsillardir.Ular bu molekulalarni o'zlashtirilishi yaxshi bo'lishi uchun, kichikroq bo'laklarga bo'ladi.Hazm qilish fermentlarining asosiy turlari- proteazalar,lipazalar,amilazalar. Asosiy hazm qiluvchi bez-oshqozonosti bezidir. U DNK va RNK ni parchalaydigan,ko'pgina fermentlar, hamda nukleazalarni va erkin aminokislotalarni hosil qilishda ishtirok etadigan,peptidazlarni ajratib chiqaradi.Hosil bo'ladigan fermentlarning oz miqdori ham,katta oziq hajmiga «ishlov» bera oladi. Ozuqaviy moddalarning fermentativ parchalanishi natijasida,hayot faoliyati va moddalar almashinuvi jarayonlariga sarflanadigan quvvat ajralib chiqadi. Fermentlarning ishtirokisiz,bu jarayonlar juda sekin o'tardi va organizmni yetarli quvvat bilan ta'minlay olmasdi. Bundan tashqari,fermentlarning hazm qilish jarayonidagi ishtiroki,molekulalarni ichak devorlarining hujayralaridan o'tib,qonga singib ketishiga imkon beruvchi darajagacha parchalanishini ta'minlaydi. Amilaza Amilaza so'lak bezlaridan ajralib chiqadi. U ozuqaning uzun glyukozali zanjirdan tarkib topgan, kraxmaliga ta'sir ko'rsatadi.Bu fermentning ta'siri natijasida,ikkita o'zaro bog'liq glyukozali molekulalar,ya'ni fruktoza, va boshqa kaltazanjirli uglevodlardan tarkib topgan yuzalar paydo bo'ladi.Keyinchalik ular ichakdagi glyukozagacha o'zgaradi va qonga so'rilib ketadi. So'lak bezlari kraxmalning faqat bir qismini parchalaydi.So'lak amilazasi qisqa vaqt ichida, ovqat chaynalyotgan paytda,faoldir.Oshqozonga tushgandan keyin ferment uning nordon suyqligi bilan faolsizlashtiriladi.Kraxmalning ko'p qismi 12-barmoqli ichakda,oshqozonosti bezi tomonidan ajratiladigan,oshqozonosti amilazasi ta'sirida parchalanadi. Amilaza kraxmalni parchalashni boshlayapti 2-rasm - Amilaza kraxmalni parchalashni boshlayapti Oshqozonosti amilazasi ta'sirida paydo bo'lgan, qisqa uglevodlar,ingichka ichakka kelib tushadi. Bu yerda ular maltazalaktaza, saxarazadekstrinazalar yordamida glyukoza molekulasigacha parchalanadi.Ferment ta'sirida parchalanmaydigan to'qimalar ichakdan axlat bilan chiqib ketadi. Proteazalar Oqsil va proteinlar-odam ozuqasining asosiy qismlaridan biridir.Ularni parchalash uchun ferment - proteazalar zarur. Ular sintezlanish joyi, muhiti va boshqa xususiyatlari bilan farqlanadi. Ulardan bir xillari oshqozonda faol, masalan, pepsin. Boshqalari oshqozonosti bezi tomonidan ajratib chiqariladi va ichak oralig'ida faol. Bezning o'zida fermentning nofaol shakli - ximotripsinogen ajralib chiqadi va u faqatgina ozuqa tarkibidagi nordon moddalar bilan aralashib, ximotripisinga aylanganda ta'sir qila boshlaydi. Bunday tartib, oshqozonosti bezi proteaza hujayralari tufayli o'zini shikastlashini oldini olishga yordam beradi. Oqsillarning fermentativ parchalanishi 3-rasm - Oqsillarning fermentativ parchalanishi Proteazalar ozuqaviy oqsillarni maydaroq bo'laklar-polipeptidlarga parchalaydi. Ferment-peptidazlar ularni ichakda o'zlashtirilib ketadigan, aminokislotalargacha parchalaydi. Lipazalar Ozuqaviy yog'lar,oshqozonosti bezidan ajralib chiqadigan fermentlar-lipazalar tomonidan parchalanadi. Ular yog' molekulalarini,yog' kislotalari va glitseringa parchalaydi. Bunday ta'sirlanish uchun,12-barmoqli ichakda,jigarda hosil bo'ladigan o't mavjud bo'lishi kerak. Yog’larning fermentativ gidrolizi 4-rasm - Yog’larning fermentativ gidrolizi1 «Mikrazim» preparati bilan o'rnini bosuvchi davolashning ahamiyati Hazm qilish tizimi buzilgan ko'pchilik odamlar uchun, hammasidan oldin oshqozonosti kasalliklari holatida,fermentlarning tayinlanishi organning funksional qo'llab-quvvatlanishini ta'minlaydi va sog'ayish jarayonini tezlashtiradi. Oshqozonosti bezining yallig'lanishi yoki boshqa o'tkir holatni to'xtatgandan keyin fermentlarni qabul qilishni to'xtatish mumkin, chunki organizm ularning ishlab chiqarish faoliyatini o'zi tiklab oladi. Fermentlarni, faqat oshqozonosti bezining tashqi ishlab chiqarishining og'ir yetishmovchiligida uzoq muddat qabul qilish kerak bo'ladi. Tarkibi bo'yicha eng fiziologik preparatlardan biri «Mikrazim» dir. Uning tarkibida oshqozonosti suyuqligi tarkibidagi:amilaza, proteaza, lipazalar mavjud. Shuning uchun, bu organning turli xil kasalliklarida ishlatiladigan fermentlarni, alohida tanlab olishning hojati yo'q. Bu dorini qo’llash uchun ko’rsatmalar: oshqozonosti bezining surunkali yallig'lanishi, mukovisidoz va oshqozonosti bezi fermentining yetarlicha ishlab chiqarilmasligining boshqa sabablari; oshqozon,ichak,jigarning yallig'lanish kasalliklari,ayniqsa ular operatsiya bo'lgandan keyin,hazm qilish tizimining tezroq tiklanishi uchun; oziqlanishdagi xatoliklar; Chaynash vazifasining buzilishi, masalan, stomatologik kasalliklar yoki bemorning kam harakatligidan. O'rin bosuvchi maqsadli, hazm qilish fermentlarini qabul qilish,qorin dam bo'lishi,suyuq ich kelishi va qorin og'rishining oldini olishda yordam beradi. Bundan tashqari, oshqozonosti bezining og'ir, surunkali kasal bo'lgan holatlarda, Mikrazim ozuqalarni parchalash vazifasini butunlay o'ziga oladi. Shu sababli,ular hech qanday to'siqsiz ichakda o'zlashtiriladi. Bu ayniqsa, mukovisidoz bilan kasallangan bolalar uchun muhimdir. Fermentlar insoniyatning biologik katalizator sifatida insoniyatning amaliy faoliyati turli soxalarida keng qo‘llaniladi. Fermentlar manbai bo‘lib hayvonlar,o‘simliklar va mikroorganizmlar xizmat qilishi mumkin. Hozirgi kunga kelib ikki mingga yaqin fermentlar borligi aniqlangan, ulardan bir necha yuztasi individual modda sifatida ajratib olingan.
Mikroorganizmlar fermentlar ishlab chiqaruvchi manba sifatida alohida qiziqish uyg‘otadi, chunki ular arzon muhitda tez o‘sadilar. Ishlatiladigan ozuqa tarkibiga qarab, kerakli fermentni, xoxlagancha tayyorlash imkoniyatini beradilar. Buning ustiga ko‘pgina mikroorganizmlar fermentlarni o‘z hujayra qobiqlaridan tashqariga chiqaradilar, bu esa mikroorganizmlardan yanada faolroq foydalanish imkoniyatini yaratadi. Mikroorganizmlar biomassasini o‘sish tezligi juda kattadir. Bu qisqa vaqt orliqida ayrim vaqtlari 24-72 soat ichida ferment ajratish uchun juda katta miqdorda ham-ashyo olish mumkin, uni hayvon va o‘simlik xom ashyolari bilan solishtirib bo‘lmaydi. Mikroorganizmlar fermentlaridan xalq xo‘jaligining turli xil sohalarida foydalanish juda ham istiqbollidir. Hozirgi vaqtda mikroorganizmlardan olingan ferment preparatlari sanoatning ko‘p sohalarida qishloq xo‘jaligida va tibbiyotda qo‘llanib kelinmoqda. Sellyulazalar (sellyulolitik fermentlar), gidrolazalar sinfiga kiradi, sellyuloza molekulasidagi 1,4-glikozid bog‘larni gidrolizini katalizlaydi, natijada polimerlanish darajasidagi glyukoza monomergacha bo‘lgan oligosaxaridlar to‘plami hosil qiladi. Sellyulazalarning ikkita sinfi mavjud: endoglyukanazalar (1,4-glyukan-4- glyukanogidrolazalar, endo-1,4-glyukanazalar) va sellobio-gidrolazalar (1,4--D- glyukan-4-sellobiogidrolazalar, ekzotsellobio-gidrolazalar), ular sellyuloza molekulasiga ta’sir qilish xarakteri bilan farq qiladi va qoida bo‘yicha xamkorlikda ta’sir etadi. Birinchi sinf sellyulazalar sellyuloza va uning ba’zi eruvchan (karboksimetil-, gidroksietilsellyuloza va bosh.) hosilalari molekulasidagi bog‘larni tartibsiz ravishda gidrolizlab,turli uzunlikdagi poli- va oligomer fragmentlarni hosil qiladi. SHuningdek transglikozilirlanish reaksiyasini katalizlaydi. Ikkinchi sinf sellyulazalar sellyuloza molekulasining qayta tiklanmaydigan polisaxarid uchidan uzib tashlab, faqat sellobioza hosil qilib gidrolizlaydi. Ikkinchi sinf sellyulazalarning yana o‘ziga hos farqi ular tomonidan karboksimetil- yoki gidroksietilsellyuloza eritmalari qovushqoqligining kamayishidir. Ikkala sinf sellyulazalarga xos xususiyatlardan yana biri sinergizm ( birgalikda ta’sirning kuchliligi)ning mavjudligidir, ya’ni xamkorlikda yuqori tartibdagi sellyuloza shakllariga ( paxta tolalari, mikrokristall sellyuloza) ta’siridir. Sellyulazalar bakteriyalar, aktinomitsetlar, zamburug‘lar va o‘simliklarda topilgan. Hayvonlarda sellyulazalar borligi isbotlanmangan, lekin ko‘pchilik hasharotlar, qushlar, kavsh qaytaruvchilar, kemiruvchilarning ovqat hazm qilish organlarida sellyulaza hosil qiluvchi mikrofloza mavjudligi aniqlangan. Kavsh qaytaruvchilarning o‘simlik kletchatkasini hazm qilish hususiyati uning oshqozonidagi (xalqumidagi) sellyulaza ajratuvchi simbiotik anaerob mikroorganizmlarning mavjudligi bilan bog‘liq. Sellyulaza fermentining eng samarali produtsenti zamburug‘lar hisoblanadi. Zamburug‘larning ferment tizimi ikkala tipdagi molekulyar og‘irligi, izoelektrik nuqtasi va kovalent bog‘langan uglevod qoldiqlari tutishi bilan farq qiluvchi sellyulaza fermentining turli shakklarini tutadi. Sellyulazaning ko‘proq o‘rganilagan produtsenti tuproq zamburug‘i Trichoderma viride hisoblanadi. U kamida ikkita sellobiogidrolazialarning izofermentini sintezlaydi. Ulardan birining molekulyar og‘irligi 65 va ikkinchisiniki 55 mingdir. Bu fermentlarning birlamchi strukturasi aniqlangan. Ko‘pchilik zamburug‘lar sellyulazalarining optimal katalitik ta’siri rN4,5da namoyon bo‘ladi. Sellyulozani parchalovchi fermentli preparatlar ishlab chiqarishning turli tarmoqlarida foydalaniladi. Dunyo bo‘yicha yiliga ming tonna sellyulaza fermenti ishlab chiqariladi. Asosiy sellyulaza fermentini ishlab chiqaruvchi mamlakatlar Yaponiya, Daniya, Finlandiya, Rossiyadir. Sellyulazalarni qo‘llash chiqindisiz texnologiyalardan foydalanish imkonini beradi. Sellyulozani gidrolizlash rqali glyukoza olish mumkin, uni oziq-ovqa va ozuqa maxsulotalri olish, energiya maqsadlari uchun spirt olish mumkin. tomonidan berilgan. Bundan oldin esa 1818 – yilda Tenard degan olim hayvon organizmi to’qimalarida H2O2 ni parchalovchi qandaydir modda borligini ta’kidlaydi va shu kabi asl metallar ham bunday hususiyatga ega ekanligini aytadi. 1898 – yilda Raundnitz sutda ham shunday hususiyat mavjudligini aniqladi, va nihoyat 1901- yilda Lev tamaki bargi ekstraktidan fermentni ajratib oldi va unga “katalaza “ deb nom berdi. Keyinchalik bu ferment ko’pchilik avtorlar tomonidan ham aniqlandi. Katalazaning qondagi miqdori va uning diagnostik maqsadlarda qo’llanilishi borasidagi ishlarning ko’pchiligi Burge degan olim nomi bilan bog’liq.
KATALAZA FERMENTINING TARKIBI NIMALARDAN IBORAT? Katalaza tarkibida gemoprotein, uch valentli Fe tutuvchi gem prostetik gruppasini saqlaydi. Molekulasi tarkibida o’xshash, identik , molekular massasi 60 kDa dan iborat 4 ta subbirliklar va shunga mos 4ta prostetik guruh iborat. Gemning ferriprotoporfirin guruhi fermentning oqsil qismi – apoferment bilan mustahkam bog’langan bo’lib, u bilan hatto dializ paytida ham ajralib ketmaydi. Xulosa
Fermentlarni biotexnalogiyadan foydalanishdan asosiy maqsad shundan iboratki fermentlarda sonatda tibbiyotda va odam orgamizimida muhum ahamiyat kasb etadi Fermentlar odam organizimida turili hil vazifalarni bajaradi uni tecnikada mikroarganizimlardan olish imkoni mavjud fermentlar bajaradigon vazifasiga qarab xar xil turlarga bo'linadi .
1 Malikova G Yo'ldashevna 2 I.Y Hayitov 3 K Ismoilova 4 H Qo'shiev 5 Sobirova R A Download 90.05 Kb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|