Ферменттер. Гидролазалар. № 3 дәріс
Гидролазалар, құрылысы, жіктелуі, биологиялық ролі, кездесетін жері. Эстеразалар, жіктелуі, өкілдері, катализдік әсері, кездесетін жері. Гликозидазалар, өкілдері, катализдік әсері, кездесетін жері. Пептидазалар (эндо, экзопептидазалар ), құрылысы, катализдік әсері, кездесетін жері. Гидролазалардың медицинада және өндірісте қолданылуы.
Гидролазалар – судың қатысуымен күрделі заттардың мономерлерге дейін ыдырауын катализдейтін ферменттер. Гидролазалар қандай байланысты үзетініне байланысты 9 топқа бөлінеді, соның ішінде 3 тобын қарастырамыз.
Гидролазалар Эстеразалар Гликозидазалар Пептидазалар Күрделі эфирлік байланысты гидролиздейді Гликозидтік байланысты гидролиздейді Пептидтік байланысты гидролиздейді
Осы класс ферменттерінің барлығы химиялық табиғаты жағынан жай белок ( карбоксипептидазалардан басқасы ). Гидролазалар : жасушаларда, адам мен жануарлардың ас қорыту жолдарының ас қорыту сөлдерінде ( тағамның қорытылуына қатысады ) кездеседі. Гидролазалардың біразы беслсенді емес күйде түзіледі де, АҚЖ-ға тағам түскенде белсенді ферментке айналады.
Эстеразалар күрделі эфирлік байланыстың қандай қышқылдан түзілетініне қарай топшаларға бөлінеді. 3.1.1. Карбоэстеразалар карбон қышқылынан түзілген күрделі эфирлік байланысты үзеді. Өкілдері: асқазан сөлі липазасы; ұйқы безі сөлінің липазасы; ішек сөлі липазасы.
Ересектерде асқазан сөлі липазасының белсенділігі төмен, өйткені бұл ферменттің оптимальды рНы (4,0 - 4,5) асқазан сөлінің рНына (1,5 - 2,0) сәйкес келмейді. Тек нәрестелерде белсенді, эмульсияланған сүт майларына әсер етеді.
Ұйқы безі сөлінің липазасы ( панкреатидтік липаза) — белсенді емес түрде түзіліп, өт қышқылдарының тұздары және колипаза әсерінен белсендендіріледі. Асқазан сөлі мен ұйқы безі сөлінің липазасы триацилглицериндерді (ТАГ) сатылы түрде гидролиздейді :
ТАГ құрамындағы карбон қышқылының қалдығын біртіндеп бөліп алып, алдымен диацилглицерин ( ДАГ ), содан соң β-моноацилглицерин ( β-МАГ ) түзеді : Н 2 О Н 2 О ТАГ ДАГ β-МАГ БМҚ БМҚ
Ішек сөлі липазасы өте аз мөлшерде ішекте түзіледі, субстраты – β - МАГ. Ол β-МАГ-қа әсер етіп, оны глицерин мен май қышқылына дейін ыдыратады : Н 2 О β-МАГ глицерин БМҚ
Триацилглицерин (ТАГ) гидролизі :
Фосфолипазалар фосфолипидтерді (ФЛ) гидролиздейді. Фосфолипаза А 1,А 2 ФЛ - дегі сәйкес карбон қышқылдарын бөліп алады. Ал, фосфолипаза С және D (фосфоэстеразалар топшасының өкілдері), ФЛ - дегі фосфор қышқылының қалдықтарын үзеді :
Фосфолипидтердің (ФЛ) гидролизі :
Фосфоэстеразалар фосфор қышқылынан түзілген күрделі эфирлік байланысты гидролиздейді. Өкілдері: фосфолипаза С және D, глюкозо-6-фосфатаза, аденозинтрифосфатаза ( АТФ-аза ) және т.б.
Мысалы :
Гликозидазалар көмірсулардағы гликозидтік байланысты үзеді, жасушаларда, ас қорыту сөлдерінде ( асқазан сөлінде жоқ ) кездеседі. Өкілдері: α- амилаза, γ - амилаза, мальтаза, лактаза, сахараза.
α- амилаза сілекейде, ұйқы безі мен ішек сөлінде, дәнекер тіні жасушаларында кездеседі. Ол крахмал мен тағам гликогеніне әсер етіп, мальтозаға дейін ыдыратады: Н 2 О Крахмал (Гликоген) мальтоза
γ – амилаза тек бауырда ғана кездеседі, гликоген молекуласынан глюкозаны біртіндеп бөліп шығарады : Н 2 О Гликоген глюкоза
Мальтаза сілекейде, ұйқы безі және ішек сөлінде кездеседі. О ның әсерінен мальтоза глюкозаның 2 молекуласына дейін ыдырайды: Н 2 О Мальтоза 2 глюкоза
Лактаза сүт безінің жасушаларында, ұйқы безі және ішек сөлінде кездеседі. Ол лактозаны галактоза мен глюкозаға дейін ыдыратады: Н 2 О Лактоза глюкоза + галактоза
Сахараза тек і шек сөлінде ғана кездеседі, ол сахарозаны фруктоза мен глюкозаға ыдыратады: Н 2 О Сахароза глюкоза + фруктоза
Эндопептидазалар белок молекуласының ішкі жағындағы пептидтік байланыстарды үзеді, соның нәтижесінде ұзындығы әр түрлі п олипептидтер түзіледі. Экзопептидазалар полипептидтердің шетіндегі пептидтік байланыстарды гидролиздейді, оларды жеке амин қышқылдарына дейін ыдыратады.
Эндопептидазалар алдымен активсіз проферменттер түрінде түзіледі де, арнайы активаторлардың әсерінен олардың құрамынан пептидтер бөлініп шығып, белсенді ферментке айналады. Кестеге назар салыңыз:
Эндопептидазалар Өкілдері Түзілетін орны Активаторы пепсин асқазан сөлі Н Cl гастриксин асқазан сөлі пепсин трипсин ұйқы безі энтеропептидаза химотрипсин ұйқы безі трипсин
Эндопептидазалар белоктарды әр түрлі ұзындықтағы полипептидтерге (п/п) дейін ыдыратады: Н 2 О Белок полипептид Катепсиндер – жасушалық ферменттер. Бірнеше топтары бар ( латын әріптерімен A, B, C, D, E белгіленеді ), қышқылдық ортада активтенеді. Қабыну кезінде, мембрана өткізгіштігі артқанда, жасуша жойылғанда активтігі жоғарылайды, дені сау организмде ол – активсіз.
Экзопептидазалар Карбоксипептидазалар А және В – екікомпонентті ферменттер, коферментінің құрамында мырыш ( Zn ) бар. Ұйқы безінде прокарбоксипептидаза түрінде түзіліп, трипсинмен белсендендіріледі, п/п-дің «С» шетінен АҚ-ын бөліп алады. Аминопептидазалар жасушада және ішек сөлінде кездеседі, п/п-дің « N » шетінен АҚ-ын бөліп алады. Дипептидазалар жасушада және ішек сөлінде кездеседі, дипептидті 2АҚ-на дейін ыдыратады.
Жасушаларда гидролазалар ерекше органеллалар - лизосомаларда кездеседі де, лизосомалық ферменттер деп аталады. Осы ферменттердің әсерінен : жасушаға, одан әрі қарай лизосомаға түскен бөгде заттар ; жасушада артық мөлшерде түзілген заттар ыдырайды. Сондықтан лизосомалық ферменттерді «жасушалық санитарлар » деп атайды.
Лизосома қабығының өткізгіштігі: жұқпалы ауруларда; қабынуда; рН төмендегенде; гипоксия кезінде артады. Гидролазалар цитоплазмаға шығып, жасушаның негізгі құрамдас бөліктерін ыдырата бастайды : жасушаның өзін-өзі қорытуы — аутолизі жүреді. Осыған байланысты лизосомаларды «жасушалық өзін-өзі өлтірушілер» деп те атайды.
Гидролазалар медицинада орын басушы терапияда : пепсин, трипсин, панкреатин гастрит кезінде, асқазан резекциясында, фермент жеткіліксіз түзілгенде қолданылады.
тромбофлебитте, миокард инфарктында тромбтарды еріту үшін пайдаланылады. Академик Е.П.Чазов стрептокиназаны ұсынды, бұл ферментті тромбтарды еріту үшін катетер арқылы жүрек қан тамырларына енгізеді. бетке жасалған операцияларда, жарақат алғанда көгерген жерді ( гематоманы ) басу үшін құрамында гидролазалары бар таблетка, мазь қолданылады.
XX - ғасырдың 50-60-шы жылдарында энзимдік препараттарды тіс емдеуде қолдана бастады. Мысалы Varney–Burch 1962 жылы трипсин мен химотрипсиннің комбинациясын тістердің асқынған экстрипацияларында қолданған, ол жараның жазылуын тездетеді. Энзимотерапияны тіс емдеуде қолдану
өкпе қабынуы кезінде, өкпе абсцесінде, плевритте, пиелонефритте қабыну экссудаттарын ыдырату үшін; кәрілікті емдеуге; стоматологияда : парадонтоз кезінде қызыл иек қалташаларын тазалау үшін қолданылады.
Ірімшік (сыр) қайнату өнеркәсібінде ; Катепсиндер қоспасы еттің пісіп - жетілуі (әдетте ет тоңазытқыштарда 10-15 күн аралығында, ал катепсин енгізгенде 4-5 сағат ішінде пісіп - жетіледі ).
ӘДЕБИЕТТЕР : Негізгі : Т.Ш.Шарманов, С.М.Плешкова «Метаболические основы питания с курсом общей биохимии», Алматы, 1998 г. С.Тапбергенов «Медицинская биохимия», Астана, 2001 г. С.Сеитов «Биохимия», Алматы, 2001 г. В.Дж.Маршал «Клиническая биохимия», 2000 г К.Өмірзақова « Гормондар биохмиясы », Алматы, 2004 ж Қосымша : Б.Гринстейн, А.Гринстейн «Наглядная биохимия», 2000 г. Т.Т.Березов, Б.Ф.Коровкин «Биологическая химия», 2005 г. Д.Г.Кнорре, С.Д.Мызина «Биологическая химия», Москва, 2002 г. Р.Марри, Д.Греннер «Биохимия человека», I - II том, 1993 г. А.Ш.Зайчик, Л.Г.Чурилов «Основы патохимии », Москва, 2001 г. Полосухина Т.Я., Аблаев Н.Р. «Материалы к курсу биологической химии», 1977 – С. 3, 30-33, 47-49, 59-62. Бышевский А.Ш., Терсенов О.А. «Биохимия для врача», 1994 – С. 34-54, 75, 95, 108, 214-216, 224, 249. Н.Р. Аблаев Биохимия в схемах и рисунках, Алматы 2005 г. Биохимия. Краткий курс с упражнениями и задачами. Под ред. проф. Е.С. Северина, А.Я. Николаева, М., 2002 г.
НАЗАРЛАРЫҢЫЗҒА РАХМЕТ!
Қорытынды сұрақтар: Гидролазаларға анықтама беріңіз. Эстеразалар деп қандай ферменттер тобын айтады ? Гликозидазалар деп қандай ферменттер тобын айтады ? Пептидазалар қандай байланысты үзеді? Гидролазалардың медицинада қолданылуына мысал келтіріңіз.
