Значение и применение ферментов

 

Фермент

Промышленность

Использование

Амилазы (расщепляют крахмал)

Пивоваренная

Осахаривание содержащегося в солоде крахмала

Текстильная

Удаление крахмала, наносимого на нити во время шлихтования

Хлебопекарная

Крахмал → Глюкоза. Дрожжевые клетки, сбраживая глюкозу, образуют углекислый газ, пузырьки которого разрыхляют тесто и придают хлебу пористую структуру. Хлеб лучше подрумянивается и дольше не черствеет

Протеазы (расщепляют белки)

Папаин

Пивоваренная

Этапы процесса пивоварения, регулирующие качество пены

 

Мясная

Умягчение мяса. Этот фермент довольно устойчив к повышению температуры и при нагревании мяса какое-то время продолжает действовать.

Фармацевтическая

Добавки к зубным пастам для удаления зубного налета

Фицин

Фотография

Смывание желатина с использованием пленки для того, чтобы извлечь находящееся в нем серебро

Пепсин

Пищевая

Производство «готовых» каш

Фармацевтическая

Препараты, способствующие пищеварению (в дополнение к обычному действию пепсина в желудке)

Трипсин

Пищевая

Производство продуктов для детского питания

Реннин

Сыроделие

Свертывание молока (получение сгустка казеина)

Бактериальные протеазы

Стирка белья

Стиральные порошки с ферментными добавками

Кожевенная

Отделение волоса – способ, при котором не повреждаются ни волос, ни шкура

Текстильная

Извлечение шерсти из обрывков овечьих шкур

Пищевая

Получение белковых гидролизатов (в частности, для производства кормов)

Глюкозооксидаза

Пищевая

Удаление глюкозы из кислорода

Каталаза

Пищевая

Удаление пероксида водорода

Резиновая

Получение (из пероксида водорода) кислорода, необходимого для превращения латекса в губчатую резину)

Целлюлаза

пектиназы

Пищевая

Осветление фруктовых соков

 

 

 

  Гормоны

 

1. Общие свойства гормонов.

2. Механизм действия гормонов.

3. Классификация гормонов.

3.1. Стероидные гормоны (стероиды).

3.2. Гормоны – производные аминокислот.

3.3. Пептидные гормоны.

3.4. Белковые гормоны.

 

Общие свойства гормонов

Гормоны – биологически активные органические вещества, которые вырабатываются железами внутренней секреции и регулируют деятельность органов и тканей живого организма.

Железы внутренней секреции (эндокринные) – железы, выделяющие продукты своей жизнедеятельности – гормоны – во внутреннюю среду организма (кровь, лимфа, тканевые жидкости).

Гормоны выполняя столь и соответствующим набором характерных свойств, среди которых важнейшими являются:

· чрезвычайно высокая физиологическая активность - очень малые количества гормонов вызывают весьма значительные изменения в работе органов и тканей;

· дистанционное действие – способность регулировать работу органов, удаленных от желез, вырабатывающей гормон; это становится возможным, потому что гормоны – продукты желез внутренней секреции, достигаются к этим органам с током крови;

· быстрое разрушение в тканях, так как, оказывая очень сильное влияние на работу органов и тканей, не должны накапливаться в них;

· непрерывное продуцирование (секреция) соответствующей железой вызвано необходимостью постоянного регулирования, более или менее сильного воздействия на работу соответствующего органа в каждый момент времени.

 

Механизм действия гормонов

 

Гормоны оказывают влияние на клетки-мишени.

Клетки-мишени - это клетки, которые специфически взаимодействуют с гормонами с помощью специальных белков-рецепторов. Эти белки-рецепторы располагаются на наружной мембране клетки, или в цитоплазме, или на ядерной мембране и на других органеллах клетки.

Биохимические механизмы передачи сигнала от гормона в клетку-мишень.

Любой белок-рецептор состоит, минимум из двух доменов (участков), которые обеспечивают выполнение двух функций:

· узнавание гормона;

· преобразование и передачу полученного сигнала в клетку.

Каким образом белок-рецептор узнает ту молекулу гормона, с которой он может взаимодействовать?

Один из доменов белка-рецептора имеет в своем составе участок, комплементарный какой-то части сигнальной молекулы. Процесс связывания рецептора с сигнальной молекулой похож на процесс образования фермент-субстратного комплекса и может, определяется величиной константы сродства.

Большинство рецепторов изучены недостаточно, потому что их выделение и очистка очень сложные, а содержание каждого вида рецепторов в клетках очень низкое. Но известно, что гормоны взаимодействуют со своими рецепторами физико-химическим путем. Между молекулой гормона и рецептором формируются электростатические и гидрофобные взаимодействия. При связывании рецептора с гормоном происходят конформационные изменения белка-рецептора и комплекс сигнальной молекулы с белком-рецептором активируется. В активном состоянии он может вызывать специфические внутриклеточные реакции в ответ на принятый сигнал. Если нарушен синтез или способность белков-рецепторов связываться с сигнальными молекулами, возникают заболевания - эндокринные нарушения.

Есть три типа таких заболеваний.

1. Связанные с недостаточностью синтеза белков-рецепторов.

2. Связанные с изменением структуры рецептора - генетические дефекты.

3. Связанные с блокированием белков-рецепторов антителами.

Механизмы действия гормонов на клетки-мишени.
В зависимости от строения гормона существуют два типа взаимодействия. Если молекула гормона липофильна, (например, стероидные гормоны), то она может проникать через липидный слой наружной мембраны клеток-мишеней. Если молекула имеет большие размеры или является полярной, то ее проникновение внутрь клетки невозможно. Поэтому для липофильных гормонов рецепторы находятся внутри клеток-мишеней, а для гидрофильных - рецепторы находятся в наружной мембране.

Для получения клеточного ответа на гормональный сигнал в случае гидрофильных молекул действует внутриклеточный механизм передачи сигнала. Это происходит с участием веществ, которых называют вторыми посредниками. Молекулы гормонов очень разнообразны по форме, а "вторые посредники" - нет.

Надежность передачи сигнала обеспечивает очень высокое сродство гормона к своему белку-рецептору.

Гормоны являются основными гуморальными регуляторами физиологических функций организма, и в настоящее время хорошо известны их свойства, процессы биосинтеза и механизмы действия.

Гормоны являются высокоспецифичными веществами по отношению к клеткам-мишеням и обладают очень высокой биологической активностью.

 

Классификация гормонов

 

По химическому строению гормоны делят на 4 класса:

· стероидные (стероиды);

· гормоны – производные аминокислот;

· пептидные;

· белковые.

3.1. Стероидные гормоны (стероиды) - производные углеводорода стерана.

 

Стероиды можно разделить на две группы: стероидные половые гормоны и гормоны коры надпочечников.

а) половые гормоны делятся:

· эстрогены – женские половые гормоны, или стероиды, содержащие в молекуле 18 атомов углерода (С₁₈- соединения).

эстрадиол – С₁₈Н₂₄О₂ прогестерон – С₂₁Н₃₀О₂

 

Эстрадиол — основной и наиболее активный для человека женский половой гормон; эстроген. Вырабатывается фолликулярным аппаратом яичников у женщин. Небольшие количества эстрадиола вырабатываются также корой надпочечников у обоих полов и яичками у мужчин.

У человека выделяют три типа эстрогенов: эстрадиол, эстриол и эстрон.

Прогестерон — стероидный гормон желтого тела яичников и надпочечников. (Приложение 6)

· андрогены – мужские половые гормоны, или С₁₉-стероиды, в основе молекулы которых лежит скелет молекулы углеводорода сложного строения – андростана.

 

тестостерон- С₁₉Н₂₈О₂ андростендиол

Тестостеро́н — основной мужской половой гормон, андроген. Секретируется клетками Лейдига семенников у мужчин, а также в небольших количествах яичниками у женщин и корой надпочечников и у мужчин, и у женщин.

Андростендион — основной андроген, секретируемый яичниками.

Также в небольших количествах андростендион секретируется корой надпочечников у обоих полов и яичками у мужчин. (Приложение 6)

б) гормоны коры надпочечников – вырабатываются корковым слоем надпочечников.

кортизол

Кортизо́л — биологически активный глюкокортикоидный гормон стероидной природы, то есть в своей структуре имеет стерановое ядро. Кортизол секретируется наружным слоем (корой) надпочечников под воздействием адренокортикотропного гормона (АКТГ). Секреция АКТГ, в свою очередь, стимулируется соответствующим рилизинг-фактором гипоталамуса.

Кортизол является регулятором углеводного обмена организма, а также принимает участие в развитии стрессовых реакций. (Приложение 7)