Орындаған: КБТ-1205 тобы Тексерген: Бержанова Р. Ж.
І Кіріспе ІІ Негізгі бөлім Ферменттер Антибиотиктер Витаминдер Гормондар ІІІ Қорытынды І V Пайдаланылған әдебиеттер
Биологиялық белсенді қосылыстар – организмнің қандай да бір қызметін атқаратын, арнайы жоғары әрекетті іске асыратын органикалық қосылыстар. Бұл заттарға ферменттер, гормондар, витаминдер, антибиотиктер және т. б. заттар жатады.
Биологиялық белсенді қосылыстар ферменттер антибиотиктер Витаминдер гормондар
Фермент – белоктық зат, ол организмдегі түрлі химиялық реакцияларды тездетуші. Химиялык реакциялардың жүрісін тездетушілерді катализаторлар деп атайды. Ферменттерді және олар катализдейтін реакцияларды зерттейтін биохимия бөлімі энзимология деп аталады. Фермент қатысатын процестермен адам өте ерте кездерден бері таныс: қантгы ашыту, нан пісіру, тері илеу, сүттен тағымдар жасау. Фермент катысуымен жүретін процестерді зерттеуде Л.Пастер, Бухнер, И.П.Павлов, Л.Михаэлис пен М.Ментен жұмыстарының маңызы зор.
Ферменттер өз әсерін өте аз мөлшерде катализаторға ұқсас жүргізеді. Фермент өзінің әсер етуші заты – субстратпен ( S) ферменттік реакция жүргенде фермент-субстраттық кешен (аралық зат) түзеді. Бұл кешеннің қызметі өте күрделі, ол субстрат пен фермент молекулалары конформациясы мен энергиясын және химиялық байланыстарын өзгертеді. Реакция өткен соң фермент-субстраттық кешен жаңа қалыпқа ауысып, фермент-реакция өнімі кешеніне айналады. Содан кейін ол фермент және реакция өніміне (Р) жекеленіп бөлінеді: S + E → S·E → EP → E + P Ферменттердің катализдік ерекшелігіне келесі қасиеттері жатқызылады: а) Фермент өздігінен жаңа реакция жүргізбейді. Ол тек термодинамикалық мүмкін реакцияны ғана жүргізеді. Реакция барысында активтендіру энергиясы төмендейді. 2-суретте көрсетілгендей, реакцияның үлкен кедергі энергиясын сатылап бөліп, төмендету және активтендіру энергиясын жоғарлату арқылы реакция жылдамдығын жоғарлатады. б) Фермент басталған реакцияның бағытын өз бетінше өзгерте алмайды. Ол бір ғана реакция өнімі түзілуі бағытында жұмыс істейді. Мысалы, глюкокиназа глюкозадан тек глюкоза-6-фосфат түзілуін жүргізеді. в) Фермент қатысатын реакция қайтымды болса, ол реакцияны екі бағытта да жүргізе алады. Мысалы, көмірсулардың гликолиздік ыдырауына қатысатын фосфогексо-изомераза, альдолаза, фосфоглицерат-киназа, фосфоглицератлидаза және т.б.
Барлық басқа белоктар сияқты, ферменттер де химиялық күрамы бойынша екі топқа бөлінеді. Химиялық құрылысы бойынша ферменттер протеин ( жай ақуыздар ) және протеид (күрделі ақуыздар ) деп бөлінеді. Протеин ферменттерінің белсенділігі сол ақуыздың құрылымына байланысты. Протеид ферменттерінің белсенділігі ақуызсыз табиғаттағы топ – кофакторға байланысты. Күрделі құрылыстағы фермент – фермент-протеид, қос компонентті немесе холофермент, оның ақуыздық бөлігі – ақуыздық компонент, немесе феррон ( алып жүруші ), немесе апофермент, қосымша топ – простетикалық топ, немесе агон ( белсенді топ), немесе кофермент ( кофактор ) деп аталады.
Химиялық құрамына байланысты кофакторларды 5 топқа бөлуге болады, олардың 4 тобы – коферменттер, 1 тобы – металл иондары. 1. Алифаттық қосылыстар – мысалы, глутатион, липой қышқылы. 2. Ароматты қосылыстар – мысалы, кофермент Q ( убихинон ). 3. Витаминдер және олардың туындылары – мысалы, тиаминпирофосфат, пиридоксаль, пиридоксамин. 4. Нуклеотидтер мен нуклеозидтер – мысалы, НАД + , НАДФ +, ФАД, ФМН, АТФ; ГТФ, ЦТФ, УТФ нуклеозиддифосфаттар. 5. Металл иондары – мысалы, Na +, K +, Fe 3+, Fe 2+, Cu 2+, Mo 2+, Co 2+, Zn 2+. Ферменттер Күрделі Қарапайым Белоктық бөлік-апофермент Белоксыз бөлік-кофактор
Қарапайым ферменттер ол қарапайым белоктар, гидролиздегенде тек амин қышкылдарына ғана ажырап бөлінеді. Оларға жататындар, рибонуклеаза, пепсин, трипсин, химотрипсин, папаин, амилазалар т.б. Күрделі ферменттер-күрделі белоктар. Олар екі бөліктен түрады. Белоктық бөлік және белок емес бөлік. Белок емес бөлік кофактор деп аталады. Кофактор / простетикалық топ/ белок емес зат болғандықтан кофермент деп аталады. Коферменттер - төменгі молекулалы заттар, олар апоферментпен тығыз байланысқан.
Ферменттердің бірінші ерекше қасиеті – биологиялық катализдің тиімділігі. Ферменттің әсерінің тиімділігі өте жоғары. Ферменттің бір молекуласы 1 минутта субстраттың 10 2 -10 6 молекуласын өзгеріске ұшырата алады. Ферменттер химиялық реакцияларды тездетеді, бірақ реакция барысында ферменттердің шығыны болмайды, яғни олар өзгеріске ұшырамайды. Ферменттердің екінші ерекше қасиеті – ферменттердің ерекшелігі. Ферменттердің ерекшелігі субстраттың табиғатына, реакцияның түріне және ортаның жағдайына байланысты, яғни фермент белгілі бір субстратқа немесе арнайы реакция түріне ерекше ортаның жағдайы болғанда ғана әсер етеді. Ферменттер молекуласының субстраттпен тікелей тиісіп жанасатын бөлігін ферменттердің активті орталығы деп атаймыз. Ферменттердің активті орталығы субстратпен байланысуға және ыдыратып өзгертуге міндетті. Активті орталық бүйір радикалында функционалды тобы бар амин қышқылдарының қалдықтарынан түзіледі.Күрделі ферменттерде активті орталыққа амин қышқылдарынан басқа металл иондары мен коферменттер кіреді. Олар катализ процесінде маңызды қызмет атқарады. Ферменттер молекуласының субстраттпен тікелей тиісіп жанасатын бөлігін ферменттердің активті орталығы деп атаймыз. Ферменттердің активті орталығы субстратпен байланысуға және ыдыратып өзгертуге міндетті. Активті орталық бүйір радикалында функционалды тобы бар амин қышқылдарының қалдықтарынан түзіледі.Күрделі ферменттерде активті орталыққа амин қышқылдарынан басқа металл иондары мен коферменттер кіреді. Олар катализ процесінде маңызды қызмет атқарады.
Антибиотиктер (гр. aut і — қарсы және гр. b і os — тіршілік) — микроорганизмдердің өсуін, көбеюін тежейтін немесе тоқтататын микробтар, өсімдіктер мен жануарлар клеткасынан алынатын органикалық зат ; микроағзалармен жоғары өсімдіктермен және жануарлармен микроағзаларды және ісік жасушаларының дамуын басатын және жоятын заттар. Антибиотиктер микробтар мен кейбір қатерлі ісікке әсер етіп, олардың дамуын тежейді немесе жойып жібереді
Антибиотиктер биотехнология, медицина тарихында ереше орын алды. Е. Хаувник 1984ж биотехнологияның даму кезеңдерін анықтағанда, оның бір кезеңін «антибиотиктер дәуірі» деп атаған. Әрине, бұл өте дұрыс, өйткені вакциналармен қатар антибиотиктер адамзатты жүз мыңдай, миллиондаған адам өмірлерін әкететін, меғмлекеттер тіршілігіне әлеуметтік және экономикалық былықты тудыратын глобальдық инфекциялардан сақтандырған. Бүгін олар өте маңызды, ең алдымен, қолданылатын барлық дәрілердің ішінде 13% қамтитын емдеу-профилактикалық препараттар ретінде қарастырылады.
«Антибиотик» термині (anti – қарсы, bios - өмір) 1944 жылы стрептомицин Stp.griseus продуцетін ашқан З. Ваксман енгізген болатын. Антибиотиктер – бұл антимикробтық бтологиялық белсенділігі бар табиғи заттар. Олар микробтық клеткалардан, өсімдік және жауар тіндерінен бөлінеді; химиялық жолмен синтезделуі де мүмкін.
Антибиотиктердің пайда болуы микробтар дүниесінде кездесетін бір-біріне қарама-қарсылық әрекетіне негізделген. Антибиотиктер туралы ғылымның негізін қалап, алғаш көгерткіш саңырауқұлақтан пенициллин алған (1929) ағылшын ғалымы А.Флеминг болды. Антибиотиктердің бірнеше жүздеген түрі бар, бірақ олардың бәрі бірдей медицинада қолданыла бермейді.
Антибиотикалық заттарды көбінесе актиномицеттерге, бактерияларға, мицелиальды саңырауқұлақтарға жататын топырақ микрорганизмдердің түрлі топтары синтездейді. Бұлар сапрофиттер, аэробтар, гетеротрофтар. Антибиотиктердің продуценттері сірке-қышқылды, тиолды. Метилотрофты бактериялар арасында кездеспейді. Бұл аэробтар бақталастыққа кірмейді, себебі қоршаған мкрорганизмдер олардың арнайы субстратын қолданбайды, немесе олар құрайтын өте қышқыл жағдайларда тіршілік ете алмайды. Микроорганизмдердің бір түрі табиғаты жағынан әр түрлі антибиотиктерді өндіре алады және керісінше, бір антибиотикті таксономиялық топтары әр түрлі микрорганизмдер синтездей алады. Мысалға, Str.griseus-тің түрлі штамдары ортаның жағдайларына байланысты: амногликозид – стрептомицин, плоинді антибиотик – кандицидин, пептидті антибиотик – виридогризенді түзеді. Пенициллиндерді, бетелактамды антибиотиктерді мицелалы саңырауқұлақтардан басқа, кейбір актиномицеттер де синтездейді
Актиномицеттермен синтезделетін антибиотиктер: тетрациклиндер (хлор-, окситетрациклиндер және олардың туындылары –доксициклин, метациклин – Str.grimsus, Str.aureaciens) аминогликозидтер (стрептомцин – Str.greseus; неoмицин – Str.feadiae; канмицин – Str.kanamyceticus); макролидтер (эритромицин - Str.erythraeus; оландомицин – Str.antiioticus); ароматикалық қосылыстар (хлорамыеникол – Str.venezuelae) полеинді (амфотеррицин В, нистатин – Str 7 nourazei ) ; рифамциндер (рифампицин – Str.{Nocardia} mediterranei); антрациклдер және ісікткрге қарсы (болеомицин –Str.verticillius).
Пенициллин.
Витаминдер дегеніміз адам ағзасында синтезделмейтін төмен молекулярлы органикалық заттар, бірак кейбір тағаммен аздаған мөлшерде ағзаға түскенде қалыпты метаболизм мен клеткалардың сәйкес физиологиялық қызметтерін атқаруын қамтамасыз етеді.
Майда еритін витаминдер. А витамині (ретинол ). Ретинол антиксерофтальмикалық, антигемеролапикалық витамин.Өзінің табиғаты бойынша ол циклды қанықпаған бір атомды спирт болып табылады. А витаминінің барлық түрлері белокты,липидті,көмірсулы алмасуға әсер етеді.А гипервитаминозының ең ерте белгісі қараңғылық адаптация мен гемеролапия.
| Д витамині Кальциферолдар антирахиттік витаминдер. Химиялық табиғаты бойынша олар стериндер тобына жататын циклды қанықпаған бір атомды екіншілік спирттер болып табылады.Бұл заттар жіңішке ішекте өт қышқылдарының көмегімен сіңіріледі және хиломикрондардың құрамында лимфада,сонан соң қанға түсіп, бауырға жеткізіледі. Негізгі қызметі: фосфор, кальций алмасуын реттеу. Балаларда Д витамині жетіспегенде рахит ауруы туады.
Нафтохиондар антигеморрагиялық витаминдер, химиялық табиғаты бойынша изопреноидты тізбегі бар 2-метил 1,4 нафтохинонның туындылары болады. Ересек адам үшін К витамині тәулігәне шамамен 15-30 мг,балалар үшін 2-15 мг керек. Нафтохинондар убихинон сияқты тканьдік тыныс алу мен бұлшық еттердің жиырылу белсенділігін арттырады. К витамині жетіспеген жағдайда геморрагиялар,гемокогуляция процесінің зақымдалуы байқалады.
Е витамині ( токоферол ) б ұлшық еттердің және жыныс бездерінің қызметін жақсартады. Ол өсімдік майының, жаңғақтың, бұршақ пен жүгері тұқымдарының және көкөністің құрамында көбірек болады. Малдың бауырында, жұмыртқада, сүттің құрамында бар.
В 1 витамині тиамин антиневриттік витамин,өсімдік әлемінде кең таралған.Тәуліктік қажеттілік 1,5-2 мг.В1 гиповитаминоздың симптомдары,жүйке талшығының қатты ауырсыну,жүрек қағысының бұзылуы байқалады.
В 2 витамині сиыр сүтінің пигменті ретінде белгілі болған. Ол көп мөлшерде сүтте, ірімшікте, жұмыртқаның сары уызында, бауырда, жүректе, ашытқыда кездеседі. Ішек бактерияларымен синтезделеді. Тәуліктік қажеттілігі 2 – 4мг. Рибофлавин өсу витамині.
Белоктардың құрамдас бөлігі болып табылатын аимн қышқылдарының алмасуына қатысады. В6 витаминінің жетіспеушілігі жас балалардың бойының өсуін тежеп, қан аздығы мен сезіміне тез қозғыштығын тудырады, жүкті әйелдердің бетінде қара дақтар пайда болады. В6 мал етінде, сүтте, ірі қара малдың бауырында, ашытқыларда кездеседі. Дұрыс тамақтанған жағдайда бұл витамин жеткілікті мөлшерде болады.
Қанның пайда болу процессіне қатысады. Бұл витамин жетіспеген жағдайда организмде қан азаю процессі дамиды. Бауырда, бүйректе, балық тағамдарында көбірек болады. Еттің, сүт пен ірімшіктің, жұмыртқа сары уызының құрамында бұл витамин анағұрлым аз.
Ішкі секреция бездерінің өнімдерін (инсулин, тироксин, гидрокортизон т.б.) гормондар деп атайды. Олар қан арқылы бүкіл денеге тарап, гормондық реттеу тетігін қалыптастырады. Жеке торшаларда түзіліп, солардың өзіне ғана әсер ететін физиологиялық белсенді заттарды торшалық гормондар дейді. Ал торшаларда түзіліп, ұлпаларға жайылып, олардың қызметіне әсер ететін физиологиялық белсенді заттарды ұлпалық гормондар немесе гистогормондар деп атайды.
Парагормондар деп ұлпаларда зат алмасу өнімі ретінде бөлініп, физиологиялық белсенділік көрсететін заттарды ( мысалы, көмір қышқыл газы, мочевина) атайды. Ішкі секреция бездерінен тыс, басқа мүшелер мен ұлпаларда түзіліп, организмдегі зат алмасу процесі мен көптеген физиологиялық әрекеттерді реттеуге қатысатын химиялық құрылымы жағынан әртекті физиологиялық белсенді заттарды ( мысалы, гастрин, серотонин, гепарин, секретин, гистамин, ацетилхолин т.б.) гормоноидтар деп атайды. Олар қысқа мерзім ішінде әсер етеді, ұлпа белоктарымен қосылып кетеді, немесе тез бұзылады. Метаболизмдік гормондар организмдегі зат алмасу процесінің қарқынын реттейді. Зат алмасу процесіне гормондар қажетті ферменттердің түзілуін жандандыру, бәсеңдету немесе тоқтату нәтижесінде әсер етеді. Мысалы, инсулин, глюкагон, адреналин гормондары көмірсулардың алмасуын реттейді, өсу гормоны белоктардың түзілуін жандандырып, көмірсулар мен майлардың алмасу қарқынын өзгертеді ; тироксин қуаттың өндірілуін күшейтіп, белоктардың, көмірсулардың, майлардың тотығуын жақсартады.
1) Эффекторлық гормондар — олар тікелей нысана мүшелерге әсер етеді. 3) Рилизинг гормондар — гипофиздің троптық гормондарының бөлінуін реттейді. Троптық гормондар — эффекторлық гормондардың түзілуі мен бөлінуін жандандырады.
1. Алшақ ( дистанциялық ) әсер — гормондар өздері түзілген бездер - ден алшақ орналасқан мүшелер қызметіне әсер етеді. 2. Өзіндік әсер — әрбір гормон организмде жүретін белгілі бір процеске ғана әсер етеді. Дегенмен, жеке мүшелер қызметіне немесе белгілі бір процесті реттеуге бірнеше гормон қатысуы мүмкін. Олар - дың әсеріне бірыңғай ( синергиялық ), не кереғар ( антагонистік ) болуы мүмкін 3. Зор биологиялық белсенділік. Гормондардың аз мөлшерінің өзі үлкен биологиялық жауап тудырады. Мысалы, 1г адреналин 10 млн бақаның оқшауланған жүрегінің жиырылу күшін арттырып, жұмысын жиілетеді. 1 г инсулин 125 мың қоянда гипогликемия тудырады.
4. Гормондар молекулалары ықшам болады, сондықтан олар капиллярлар қабырғасынан оңай өтеді. 5. Көптеген гормондарға түліктік-түрлік өзінділік сипат тән болмайды, сондықтан олардың практикада қолданылу аясы кең болады. 6. Гормондар ұлпаларда ұзақ сақталмай, тез бұзылады, сондықтан ішкі секреция бездері оларды толассыз бөліп отырады.
Гормондар нысана мүше торшаларына не тікелей, не нерв жүйесі арқылы әсер етеді. Олардың жеке мүшелер мен зат алмасу процесіне тікелей әсері ферменттік жүйе арқылы атқарылады. Гормондар ферменттер концентрациясы мен белсенділігіне әсер ете отырып, торша мембранасының ферментке деген өтімділігін өзгертеді, ферменттің субстратқа әсерін жандандырып, не тежеп, рибосомалар мен поли-рибосомалар белсеңділігін өзгертеді, митохондриялар мен лизосомаларға ықпал етеді. Бір гормон бір мезгілде бірнеше ферменттерге ықпал етеді. Мысалы, кортизон митохондриялардағы а- кетоглютаратоксидазаның әрекетін тежеп, бауырда глюкозалы -р- фосфотазаның түзілуін жандандырады, аталық жыныс безінде тестостерон мен гиалуронидазаның белсенділігін күшейтеді, қуық безінде қышқыл фосфотазаның түзілуін жандандырады, тыныс ферменттерінің белсенділігін арттырып, ұлпалық тынысты жақсартады.
Торшалық әсер стеройдты гормондар мен рилизинг — гормондарға тән. Олар торша қабығының беткейлік құрылымдарымен әрекеттесіп, мембрананың ішілік қабатындағы фосфолипидтермен, натрий тұздарымен, сульфаттармен және глюкоранидтермен байланысады. Осының нәтижесінде суды тартатын қосылыстар мембранасының липидтік қабатын ажырап, торша ішіне өтеді де, ондағы рецепторлық белоктармен байланысқан соң, торшада жүретін әр түрлі процестерге әсер етеді. Стероидты гормондар торша ішіндегі РНК- полимеразаны жандандырып, белоктың түзілуін реттейді, қуат алмасуын және биосинтездік процестерді күшейтеді, торша мембранасының амин қышқылдары мен басқа да заттарға өтімділігін жақсартады. Гормондар әрекеті антигормондар мен антагонист гормондар әсерімен шектеледі. Организмде олар бауыр мен басқа мүшелер торшаларында жойылады. Олар күкірт және глюкурон қышқылдарымен байланысады да, қосылыс түрінде әр түрлі экскреттер құрамына енеді. Кейбір гормондар ешқандай өзгеріссіз де бөлінеді.
1) Заядан Б. «Тағамдық биотехнология» 2) Әлмағамбетов “Биотехнология негіздер” 3) Турашева С.Қ. “Клеткалық биотехнология” 4) kk.wikipediya.kz
