Вопрос 7. (Дайте определение иммобилизованным ферментам и назовите способы иммобилизации.)

Иммобилизованные ферменты – это ферменты пролонгированного действия, которые связаны с ферментным препаратом.

Сущность иммобилизации ферментов заключается в присоединении их в активной форме тем или иным способом к инертной матрице (обычно это нерастворимый полимерный носитель).

Возможные способы иммобилизации фермента рассмотрены ниже.

- Ковалентное связывание. Молекула фермента ковалентно связывается с нерастворимым полимером. Полимер может быть в виде порошка или в форме пленки. Иногда молекулы фермента соединяются ковалентными связями друг с другом или с каким либо инертным белком; при этом образуется нерастворимый, но активный полимерный фермент.

- Электростатическое связывание. Этот способ иммобилизации основан на использовании электростатическихили других нековалентных механизмов связывания.

- Сомополимеризация с помощью многофункциональных реагентов. Связывание молекул фермента с белками или друг с другом осуществляется за счет использования определенных реагентов.

- Включение в полимер. В этом способе фермент не прикреплен к полимеру, но удерживается внутри него, поскольку последний образует вокруг него сетеобразную матрицу. Ячейки этой матрицы настолько малы, что молекула фермента не может освободится из сети, но в тоже время достаточно велики для проникновения низкомолекулярных субстратов. Примером такого способа иммобилизации могут служить:

а) включение в липосомы, когда фермент находится в водном растворе, окруженный фосфолипидным барьером;

б) гидрофобное взаимодействие, когда фермент «погружен» в гидрофобную часть двойного липидного слоя.

- Инкапсулирование. Включение фермента в органическую или неорганическую капсулу, которая представляет собой полунепронецаемую мембрану.

Вопрос 8. (в каких целях можно использовать иммобилизованные ферменты как катализаторы многоразового действия?)

Иммобилизованные ферменты как катализаторы многоразового действия можно использовать, в основном, для 3-х целей: аналитических, препаративных и лечебных.

В случаях препаративного (промышленного) применения основную роль играет стоимость, а также возможность автоматизации процесса. Несмотря на большие потенциальные возможности, использование иммобилизованных ферментов в производстве в настоящее время реализованы лишь немногие, например:

- получение сиропов с высоким содержанием фруктозы с использованием глюкозоизомеразы (н.ф.5.3.1.18), иммобилизованной на целлюлозном ионнообменнике;

- возможно использование иммобилизованных ферментов при производстве сыров, стабилизации молока и удаления лактозы из молочных продуктов;

- разделение D- и L-аминокислот, основанное на использовании плесневой аминоацилазы (Н.Ф.3.5.1.14), иммобилизованной на ДЭАЭ-сефадексе.

8.6 Контролирующий тест

1.Ферменты класса оксидоредуктаз катализируют окислително-восстановительные реакции. Какой из перечисленных ниже ферментов катализирует окисление тирозина кислородом воздуха?

А)-полифенолоксидаза;

Б)-каталаза;

В)-липоксигеназа;

Г)- пероксидаза.

2. По типу катализируемой реакции ферменты делятся на шесть классов. К какому из ниже перечисленных классов относится α-амилаза?

А)- оксидоредуктазы;

Б)- лигазы;

В)- лиазы;

Г)- трансферазы;

Д)- гидролазы;

Е)- изомеразы.

3. Гидролазы класс ферментов, гидролизующих сложные вещества до более простых, с присоединением воды по месту разрыва связи. Какой из перечисленных ниже гидролитических ферментов осуществляет гидролиз крахмала до мальтозы?

А)- α-амилаза;

Б)- β- амилаза;

В)- глюкоамилаза;

Г)- инвертаза.

4. При получении солода активируется ряд ферментов. Какой из перечисленных ниже гидролитических ферментов осуществляет гидролиз крахмала?

А)- амилолитические ферменты;

Б)- пектолитические ферменты;

В)- протеолитические ферменты;

Г)- пектолитические ферменты.

5. Протеазы в зависимости от opt их действия условно делятся на три группы

А)-кислые;

Б)- нейтральные;

В)- щелочные.

к какой группе относятся протеазы пшеницы, ржи, ячменя?

6. Активность ферментов можно выразить в следующих единицах активности:

А)-Стандартная единица фермента;

Б)-Молекулярная активность;

В)-Катал.

Какая из вышеуказанных активностей, способна осуществлять реакцию со скоростью, равной 1 молю в секунду в заданной системе измерения активности?

7. В настоящее время выделяют четыре основных фактора, определяющих каталитическую активность ферментов.

А)-Сближение и ориентация субстрата по отношению к каталитической группе;

Б)-Напряжение и деформация: индуцированное соответствие, т.е. присоединение субстрата может вызвать конформационные изменения в молекуле фермента, которые приводят к напряжению структуры активного центра, к некоторой деформации связанного субстрата, облегчая тем самым достижение комплексом ES необходимого состояния;

В)-Общий кислотно-основной катализ;

Г)-Ковалентный катализ.

Какой из выше перечисленных факторов, определяет каталитическую активность фермента, т. е. когда фермент, реагирует со своим субстратом, образуя очень нестабильные, ковалентно-связанные фермент-субстратные комплексы, из которых в ходе последующей реакции образуются конечные продукты?

8. Ферменты имеют ряд общих свойств и особенностей, которые отличают их от неорганических катализаторов:

А)-Огромная сила каталитического действия;

Б)-Специфичность действия ферментов. Они катализируют строго определенные реакции, благодаря чему возможна строгая упорядоченность и теснейшая взаимосвязь отдельных ферментных реакций, лежащих в основе биологического обмена веществ;

В)-Лабильность (изменчивость) ферментов.

Какая из вышеперечисленных особенностей ферментов могет изменять свою активность под действием рН, температуры, присутствия активаторов или ингибиторов?

9. По типу катализируемой реакции ферменты делятся на шесть классов.

А)-Оксидоредуктазы;

Б)-Трансферазы;

В)-Гидролазы;

Г)-Лиазы;

Д)-Изомеразы;

Е)-Лигазы.

Какой из выше перечисленных классов ферментов, катализирует гидролитическое расщепление связей (пептидной, гликозидной, эфирной, фосфодиэфирной и другие).

10. Специфичность действия ферментов – это способность катализировать строго определенные реакции, благодаря чему возможна строгая упорядоченность и теснейшая взаимосвязь отдельных ферментных реакций, лежащих в основе биологического обмена веществ. Выделяют следующие основные типы специфичности:

А)-абсолютная специфичность;

Б)-групповая специфичность;

В)-специфичность по отношению к определенным типам реакций;

Г)-стереохимическая специфичность.

Какая группа ферментов, благодаря выше перечисленным типам специфичности, действует на группу родственных субстратов, обладающих определенными структурными особенностями?