Практичне застосування ферментів в різних галузях господарства та медицини

Теоретичні засади поняття "ферменти": сутність та будова, механізм та специфічність їх дії. Властивості ферментів, вплив на них температури та кислотності середовища, ферментативна кінетика. Особливості їх використання у м’ясній промисловості та медицині.

Рубрика Биология и естествознание
Вид научная работа
Язык украинский
Дата добавления 11.01.2012
Размер файла 38,6 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти і науки України.

Вінницький Державний Університет імені Михайла Коцюбинського. Природничо-географічний факультет. Кафедра біології

Індивідуальна наукова робота

на тему: «Практичне застосування ферментів в різних галузях господарства та медицини»

Виконала

Студентка IІ курсу

групи 2-ж

Рідкоус Лариса

Первірила

Доц. кафедри біології Риминюк Г.Л.

ПЛАН

Вступ

1 Будова і механізм дії ферментів

2 Властивості ферментів. Ферментативна кінетика

3 Ферменти та їх використання у м'ясній промисловості

4 Застосування ферментів у медицині

ВСТУП

В живих організмах переважна більшість реакцій відбувається за участю ферментів - біологічних каталізаторів білкової природи. Назва «ферменти» походить від латинського «fermentatio» - бродіння, кипіння. Інша, поширена в світовій літературі, назва ферментів - ензими - походить від грецького «en zyme» - в дріжджах. Обидва терміни свідчать про те, що властивість живих клітин прискорювати хімічні процеси здавна відома людям.

Виділити ферменти в чистому вигляді вдалося лише в XX столітті. В 1902 р. в лабораторії І.П. Павлова були одержані важливі докази білкової природи ферменту травлення пепсину. В 1926 р. Дж. Самнер виділив у кристалічному вигляді фермент уреазу, який каталізує розщеплення сечовини на аміак і вуглекислий газ, і довів, що це білок. Через чотири роки Дж. Нортроп виділив кристали пепсину. На наш час відомо більше 2000 ферментів і всі вони мають білкову структуру.

1 БУДОВА І МЕХАНІЗМ ДІЇ ФЕРМЕНТІВ

Деякі ферменти є простими білками. До них належать ферменти, які каталізують реакції гідролізу. Інші, складні білки, містять два компоненти - білковий (апофермент) і небілковий (кофактор). Кофактор може бути простий (неорганічної природи, наприклад, Fe2+, Fe3+, Mn2+, Zn2+, Cu2+, Mo, Se), або складний (органічної природи). Складні кофактори називаються коферментами. Часто вони представлені вітамінами (В1, В6, ВС, В12, Н), або до їх складу входять вітаміни (до НАД+, НАДФ+ - В5, до ФАД, ФМН - В2, до КоАSH - В3).

Кофактор і апофермент можуть з'єднуватись міцними ковалентним зв'язком, або легко відокремлюватись і існувати самостійно. Кофактор, який міцно зв'язаний з апоферментом, називається простетичною групою. Каталітичну активність компоненти ферменту проявляють не по окремо, а лише в об'єднаній структурі, яка називається холоферментом.

Ферменти - це глобулярні білки. За розмірами вони часто значно перевищують речовину, яку перетворюють (субстрат). Безпосередня взаємодія між ферментом і субстратом під час каталізу відбувається в певній ділянці молекули - активному центрі. Кофактор входить до складу цієї молекулярної ділянки.

Багато ферментів не лише каталізують реакції обміну речовин, але і регулюють швидкість їх протікання. Такі ферменти називаються регуляторними. Вони містять ділянку зв'язування речовин-регуляторів, яка називається алостеричним центром (від грецьких слів «allo» i «stereos», що означає - інший центр).

Ферменти, як і всі каталізатори, зменшують енергію активації реакції за рахунок утворення проміжного комплексу з субстратом перетворення. На відміну від процесів в неживій природі, в фізіологічних умовах це єдиний спосіб забезпечити протікання процесів. Ферментативний каталіз відбувається в декілька стадій. На першій стадії фермент (F) взаємодіє з субстратом (S), утворюючи фермент-субстратний комплекс (FS). На другій стадії відбувається активація субстрату у складі комплексу (FS*). На третій стадії активований субстрат в складі комплексу перетворюється в продукт (FP) і, нарешті, на четвертій стадії продукти реакції вивільняються, а фермент може здійснювати новий цикл перетворень:

F + S U FS U FS * U FP U F + Р

Фермент-субстратний комплекс нестабільний. В більшості випадків його неможливо виділити, а можна лише зареєструвати за допомогою фізичних методів дослідження швидких реакцій.

Молекулярні процеси, які відбуваються під час біокаталізу, досить детально вивчені. Розглянемо їх постадійно.

І стадія. Субстрат зближується з активним центром ферменту і орієнтується по відношенню до каталітичної групи. Відбувається зв'язування субстрату в активному центрі. Орієнтуюча група субстрату і зв'язуюча ділянка активного центру мають просторову і хімічну відповідність. Наприклад, фермент хімотрипсин, який розщеплює пептидні зв'язки, діє лише втому випадку, коли карбонільна група пептидного зв'язку належить залишку ароматичної амінокислоти (триптофану, тирозину або фенілаланіну). Ці групи просторово відповідають гідрофобній «кишені», щільно прилягають до неї і орієнтують поліпептидний ланцюг в активному центрі.

П стадія. Один з перших дослідників білків Е. Фішер вважав, що фермент «жорстко» відповідає за формою субстрату, як замок борідці ключа (модель «ключа і замка»). Але ця модель не пояснює механізму активації субстрату. Сучасна модель відповідності ферменту і субстрату (модель «руки і рукавички») пояснює її так: фермент, зв'язаний з субстратом, деформується і пристосовується до нього, як рукавичка до руки. Виникає індукована відповідність між ферментом і субстратом. Напруження передається від ферменту до субстрату і комплекс переходить в активований стан (FS*). Енергія активації субстрату в цьому комплексі значно менша, ніж у відсутність каталізатора. На Ш стадії відбуваються хімічні взаємодії між активованим субстратом і функціональними групами активного центру. Виділяють два види взаємодій: кислотно-основні і ковалентні. Кислотно-основні взаємодії здійснюють ферменти, в активних центрах яких містяться радикали амінокислот, що можуть виступати акцепторами або донорами протонів:

фермент м'ясний промисловість медицина

Протон-донорні групи

Протон-акцепторні групи

-СООН

-СОО-

-NH3+

-NH2

-SH

-S-

Ковалентні взаємодії, які можуть виникати між групами активного центру і субстрату, є нетривкими, але їх утворення приводить до розриву зв'язку в молекулі субстрату. Нестабільний новоутворений зв'язок легко гідролізується з утворенням продуктів.

Розглянемо хімічні взаємодії, які виникають при розщепленні пептидного зв'язку ферментом хімотрипсином. Цей фермент складається з трьох субодиниць: А, В і С. Хімічні зв'язки в активному центрі утворюють залишки гістидину-57 і аспарагінової кислоти-102 В-субодиниці і серину-195 С-субодиниці.аспарагінової кислоти-102 В-субодиниці і серину-195 С-субодиниці.: Пептидний зв'язок субстрату утворює ковалентний зв'язок за рахунок атому С з атомом О серину активного центру. Така реакція відбувається легко завдяки тому, що Н гідроксильної групи серину сильно притягується до імідазольної групи гістидину (кислотно-основна взаємодія). Утворення фермент-субстратного ковалентного зв'язку приводить до розриву пептидного зв'язку і видалення першого продукту реакції зі звільненою аміногрупою.

Фермент-субстратний зв'язок легко піддається гідролізу з вивільненням другого продукту. У вільному активному центрі гідроген знову приєднується до серину. Дисоційована карбоксигрупа аспарагінової кислоти, можливо, посилює кислотно-основні взаємодії і сприяє виштовхуванню другого продукту з комплексу.

2 ВЛАСТИВОСТІ ФЕРМЕНТІВ. ФЕРМЕНТАТИВНА КІНЕТИКА

Специфічність дії ферментів. Просторова відповідність субстрату і активного центру є обов'язковою умовою ферментативного каталізу. Деякі ферменти каталізують перетворення лише однієї певної речовини, тобто проявляють абсолютну специфічність. Наприклад, фермент уреаза каталізує розщеплення амідного зв'язку лише в сечовині -H2N-CO-NH2 - і не діє на амідні зв'язки в інших сполуках.

Ферменти, які каталізують перетворення оптично активних речовин проявляють стереоспецифічність. Наприклад, a-глюкозидази каталізують розщеплення у вуглеводах лише a-глікозидних зв'язків, а b-глюкозидази діють лише на b-глікозидні зв'язки.

Багато ферментів діє на певний хімічний зв'язок, або на певну хімічну послідовність в різних молекулах певного класу. Така специфічність називається груповою. Так, хімотрипсин, дія якого описана вище, діє на пептидні зв'язки в різних пептидах, але лише при умові, що карбонільна група зв'язку належить ароматичній амінокислоті. Фермент пепсин розщеплює пептидні зв'язки лише між двома гідрофобними амінокислотами, трипсин - пептидні зв'язки, карбонільна група яких належить аргініну або лізину. Амінопептидаза відщеплює останній з N-кінця амінокислотний залишок, а карбоксипептидаза - останній з С-кінця, діючи на різні білки.

Активність ферментів і концентрація субстратів. Ферментативна кінетика. Важливою характеристикою ферменту є активність. Її вимірюють за зміною концентрації субстрату або продукту каталізу за одиницю часу. За одиницю активності ферменту приймається така активність, при якій здійснюється перетворення 1 мкмоль речовини за 1 хвилину при 25°С в оптимальних умовах дії ферменту. Активність ферментів вимірюють при оптимальному рН і концентрації субстрату, близькій до насичуючої, тобто при умові, що концентрація ферменту є єдиним лімітуючим фактором реакції. Звичайно визначають питому активність, тобто активність ферменту в розрахунку на 1 мг білка. Більш наочним показником активності є число обертів ферменту, яке показує, скільки молекул субстрату перетворюється одним активним центром ферменту (або однією молекулою ферменту) за одиницю часу. Наприклад, карбоангідраза, яка каталізує реакцію гідратації вуглекислого газу в крові (СО2 + Н2О ® Н2СО3), перетворює 36 млн. молекул вуглекислого газу за 1 хвилину. Без ферменту ця реакція відбувається дуже повільно. Карбоангідраза - один з найактивніших ферментів. Для ферментів, які розщеплюють полісахариди, число обертів становить: для b-амілази - 1 100 000 і для a-амілази - 12 500 на одну молекулу ферменту. Каталаза, яка розкладає пероксид водню, має число обертів 18 млн.

При надлишку субстрату швидкість реакції залежить від каталітичної здатності самого ферменту, тобто від того, наскільки швидко фермент може перетворити одну молекулу субстрату і вивільнитись для перетворення іншої. Швидкість реакції в цих умовах є максимальною (Vmax). При менших концентраціях субстрату швидкість реакції (V0) зростає пропорційно збільшенню його концентрації. Кількісно залежність швидкості від концентрації субстрату і властивостей самого ферменту виражатися рівнянням, де Кm - константа Міхаеліса - Ментен, яка характеризує співвідношення коефіцієнтів розпаду (k-1 і k2) та утворення (k1) фермент-субстратного комплексу:

Чисельно вона відповідає концентрації субстрату, при якій швидкість реакції дорівнює половині максимальної (рис 6.1.А). Графічно значення Vmax і Km зручно обчислювати за рівнянням, оберненим до виразу V0 (метод подвійних обернених величин Лайнуївера - Берка) (рис. 6.1.Б):

В умовах клітини концентрації субстратів можуть істотно коливатись впливати на швидкість реакцій.

Вплив температури. При оптимальних для життя температурах дуже мала кількість реагуючих молекул знаходиться в активованому стані. Тому і перетворення їх неферментативним шляхом в організмі практично не відбуваються. Якби температура живих істот могла збільшуватись на десятки градусів, кількість активних молекул, а отже і швидкість їх перетворення, зросли би так сильно, щоби не вистачило запасів кисню і їжі для забезпечення стабільного стану організму.

Ферменти, як і всі білки, є термолабільними, їх активність у більшості ферментів найвища при температурах, близьких до 400 (рис. 6.2). Зміна температури впливає на слабкі взаємодії, які підтримують специфічну просторову форму молекули ферменту і беруть участь у взаємодії із субстратом. Причому стабільність водневих і електростатичних взаємодій послаблюється при нагріванні, а гідрофобних - при охолодженні. Отже, вплив температури на кожний конкретний фермент залежить від того, які саме слабкі взаємодії зумовлюють його активність.

Вплив кислотності середовища. Ферменти найкраще функціонують в досить обмеженому діапазоні рН середовища - оптимумі рН. Причому для різних ферментів його значення відрізняються (рис. 6.3.). Оптимум рН часто знаходиться в області ізоелектричної точки білка - фермента і може не співпадати з кислотністю середовища. Ця залежність пов'язана з необхідністю підтримання іонізованого стану функціональних груп ферменту і субстрату для забезпечення фермент-субстратної взаємодії.

Алостерична регуляція. Перетворення певної речовини в організмі звичайно здійснюється в декілька стадій, причому продукт перетворення однієї стадії стає субстратом іншої. Узгоджена дія такого ланцюга перетворень, тонка і економна регуляція його інтенсивності, здійснюється завдяки алостеричним регуляторним ферментам. Вони, звичайно, займають ключове місце в ланцюгу перетворень, завдяки чому від їх активності залежить не одна чи дві ланки ланцюгу, а весь багатоетапний процес. Регуляція їх здійснюється шляхом приєднання до алостеричного центру ферменту речовини - регулятора, що приводить до зміни просторової форми фермента. Інгібітори алостеричних ферментів звичайно є кінцевими продуктами процесу. Таким чином, накопичення кінцевого продукту приводить до зупинки перших стадій його утворення, чим досягається економне використання субстратів і енергії. Отже, алостеричне гальмування здійснюється за принципом негативного оберненого зв'язку. Алостеричними активаторами виступають субстрат або попередники субстрату ланцюга перетворень, тобто алостерична регуляція здійснюється за принципом позитивного прямого зв'язку:

Взаємодія цих двох систем регуляції ключових ферментів забезпечує точно збалансований регуляторний механізм дії, конкретні приклади якого ми розглянемо при вивченні обміну речовин.

Звичайно алостеричні ферменти складаються з кількох субодиниць. При дії активатора зростає їх кооперативність взаємодії і спорідненість до субстрату. Алостеричні інгібітори спричиняють утворення малоактивної форми ферменту.

3 ФЕРМЕНТИ ТА ЇХ ВИКОРИСТАННЯ У М'ЯСНІЙ ПРОМИСЛОВОСТІ

В останні роки спостерігається чітка тенденція пошуку, розробки та використання нових методів обробки харчової сировини. Використання ферментних препаратів надає широкі можливості для вдосконалення технологічних процесів, скорочення тривалості виробництва та підвищення якості продукції. Досвід практичного використання ферментів для обробки м'ясної сировини свідчить про те, що цей метод дозволяє забезпечити раціональне використання м'ясних ресурсів, інтенсифікувати виробництво продуктів, підвищити їх якість і збільшити вихід готової продукції. Ферментні препарати, які застосовуються для покращення якості м'яса, повинні мати такі властивості:

- викликати зміни сполучної тканини (розщеплювати мукопротеїдний комплекс, сприяючи зменшенню стійкості сполучної тканини до нагрівання, стимулювати гідроліз колагену та еластину);

- слабко діяти на м'язову тканину;

- мати більш високий температурний оптимум дії, зберігаючи здатність змінювати тканину при тепловій обробці;

- діяти у слабкокислому чи нейтральному середовищі з максимальною активністю;

- бути безпечними для людини.

Існує кілька способів обробляння м'ясної сировини ферментними препаратами:

- аерозольний;

- занурення порційних шматків м'яса у ферментний розсіл;

- ін'єктування ферментного розчину;

- поверхнева обробка м'яса порошкоподібними препаратами.

Зараз відомо близько 3000 ферментів, однак лише деякі використовуються як каталізатори технологічних процесів при виробництві харчових продуктів. Наприклад, протеази в основному використовують для відокремлення залишків м'яса від кісток, а також для надання м'ясу ніжності.

Застосування ферментних препаратів у процесі переробки м'яса дозволяє значно прискорити ряд біохімічних реакцій та відкриває цікаві перспективи модифікації та інтенсифікації процесів переробки, прискорюючи пом'якшення та збільшуючи ніжність тканин. У м'ясній промисловості використовують три групи ферментів: натуральні м'ясні, натуральні мікробіологічного походження та виділені з рослинних і тваринних джерел. Кожна група характеризується оптимальними умовами та діапазоном використання.

У літературі зустрічаються численні відомості про те, що ферменти рослинного походження діють на волокна сполучної тканини, але не на нативний колаген, а на денатурований при нагріванні. Оптимальна активність цих ферментів проявляється за температури близько 50°С. Рослинні протеази спочатку руйнують мукополісахариди основної речовини тканини, потім перетворюють волокна сполучної тканини на аморфну масу.

Серед протеолітичних ферментів, які виділяють з рослинної сировини, найбільше розповсюдження отримали бромелін з ананасів, фіцин з інжиру, папаїн з динного дерева.

Бромелін та фіцин здатні впливати на структуру м'язової та сполучної тканин, прискорюючи процеси дозрівання м'яса. Крім того, вони діють на внутрішньоклітинні білки м'язових волокон, у тому числі на актиміозин. Протеїназа з плодівананасу має оптимум дії за рН від 6,0 до 7,0 од., термостабільна, володіє високою колагеназною та еластазною активністю. Фіцин має оптимум дії за рН 7,0 та температури від 60° С до 65° С. За нижчих температур проявляє сильний гідролітичний вплив на м'язову тканину, розщеплює денатуровані еластин і колаген.

Папаїн каталізує гідроліз амідів, пептидів, білків та складних ефірів основних амінокислот, є активним як у кислотних, так і в нейтральних та лужних середовищах. Оптимальний діапазон дії знаходиться за рН від 5,0 до 8,0. Зберігає свою активність у широкому температурному діапазоні - від 50° С до 60° С. Спектр застосування папаїну достатньо широкий: харчова, фармацевтична промисловість, обробка шкур тощо. Плоди динного дерева використовують для приготування супів та печені, а найбільш жорстке м'ясо, загорнуте у листя цієї рослини, за кілька годин стає м'яким.

Найбільш дешевим і доступним джерелом протеолітичних ферментів є різні види мікроорганізмів: бактерії, актиноміцети, водорості, дріжджі та мікроскопічні гриби. Протеолітичні ферменти мікробного походження діють в основному на білки м'язової тканини. Разом з цим відомі деякі протеази, які володіють комплексною дією та проявляють активність також до колагену та еластину. Нижче наведено характеристики деяких з них.

З культуральної рідини Bacillus mesentricus 316 M виділено комплексний ферментний препарат з високою протеолітичною активністю щодо фібрилярних білків, у тому числі колагену та еластину.

З відходів виробництва антибіотиків вилучили протеолітичний комплекс культури Streptomyces griseus. Він характеризувався високою казеїнолітичною активністю, гідролізуючи при цьому гемоглобін, альбумін, еластин, колаген та желатин. Щодо колагену та еластину активність цього комплексу була невеликою. З цієї культури були отримані й високоочищені препарати протелін та римопротелін, основу яких складав набір протеаз з різною специфічністю, завдяки чому відбувався гідроліз багатьох білків на 70-80%. Обидва препарати пройшли виробничу апробацію з метою покращання якості м'яса та м'ясних виробів.

Заслуговують на увагу результати успішного використання протеолітичних ферментів (отриманих з Aspergillus terricola та Aspergillus oryzae) під час посолу оселедця. Протеази додавали у тузлук у кількості 0,1-0,2% до маси риби. Процес дозрівання під впливом ферментів супроводжувався пом'якшенням консистенції риби. Дослідні зразки дозрівали на 37-й день (розділений оселедець) і на 64-й день (нерозділений), а контрольні - на 20-30 діб пізніше.

О.М. Старчевой досліджував посол м'яса з використанням протеолітичного препарату прототеризину під час виробництва пастеризованих консервів. Встановлено, що протеоліз відбувається активніше у 8% - ому розсолі, ніж у 12%-ому. Застосування ферментного препарату забезпечує підвищення набухання м'язової тканини на 15,7-17,2% та підвищення вмісту зв'язаної вологи на 11,6-15,0% щодо контролю. Під час пастеризації яловичини кількість слабко зв'язаної вологи підвищується в середньому удвічі, вміст зв'язаної вологи зменшується на 7-9%.

У м'ясі яловичини, посоленому з прототеризином, втрати азотвмісних речовин менше на 1-6%, ніж у контролі. Ферментний препарат позитивно впливає на формування ароматичних та смакових показників пастеризованого продукту, при цьому підвищується вміст вільних амінокислот на 37,1-78,2%, карбонільних сполук - на 53,2-68,0%, летючих жирних кислот - в 1,6-2,1 рази. За результатами досліджень було науково обґрунтовано технологічні параметри виробництва яловичих пастеризованих консервів шинкового типу.

Слід зазначити, що ці протеолітичні ферменти не отримали широкого застосування, зокрема у зв'язку з недостатньою активністю щодо нативного колагену та високою активністю щодо м'язових волокон. Очевидна доцільність використання ферментних препаратів, які володіють високою колагеназною активністю та усувають негативний вплив сполучної тканини на консистенцію продукту. Таким ферментом, здатним атакувати нативний колаген та розщеплювати пептидні зв'язки на певних ділянках молекули колагену, є колагеназа.

Відомі колагенази бактеріального та тваринного походження. До перших належить колагеназа, яку синтезує Clostridium histoliticum, Achromobacter iophagus та Serratia proteamaculans. Вони гідролізують зв'язок Х' - Gly - Hro - Y та здатні розщеплювати ланцюжок колагену на більше ніж двохстах ділянках.

Біологічно активний ферментний препарат колагенази (ФМП - МП), розроблений вченими ВНДІМПу, продуцентом якого є Serratia proteamaculans - 94, у концентрації 0,15% вносили до охолодженої м'ясної сировини з високим вмістом сполучної тканини (яловичина І сорту), а також до напівсолоних напівфабрикатів на різних стадіях технологічного процесу - шприцюванні, масуванні, дозріванні у посолі та готового продукту. Дослідні зразки після шприцювання та масування розсолом, який містив ферментний препарат, витримували у посолі впродовж 48 год. за температури (2-4)° С.

Характер мікроструктурних змін у м'ясній сировині при використанні ферментного препарату суттєво не змінювався, відбувалося лише прискорення розвитку та вираженість цих змін, що передбачало отримання продуктів високої якості у малі терміни. Внесення 0,15% ферментного препарату збільшувало засвоєння білків in vitro на 20,6% у порівнянні з контрольним зразком. Це можна пояснити тим, що під дією ферментного препарату відбувався частковий гідроліз білків, який спричиняв підвищення лабільності на дію протеаз шлункового тракту. Використання ферментного препарату сприяло покращанню органолептичних показників, у тому числі консистенції, соковитості та аромату продукту, що пов'язано з накопиченням карбонільних та летких жирних сполук. Крім того, було визначено, що під дією ферментного препарату на м'ясну сировину за умов соління та дозрівання збільшувалася вологозв'язуюча здатність на 18-20%, при цьому розварюваність колагену зростала на 29-30%. У сполучній тканині у процесі соління та дозрівання м'ясної сировини при використанні розробленого ферментного препарату відбувалося розволокнення колагенових пучків, набухання, фрагментація та частковий лізис їх волокон, а у мікроструктурі м'язової тканини використання цього препарату не викликало суттєвих змін. Встановлено, що використання ферментного препарату у кількості 50-100 г на 100 кг подрібненого м'яса та 100-150 г на 100 кг шматкової м'ясної сировини сприяло її пом'якшенню та покращенню інших якісних показників.

Технологічним інститутом молока та м'яса було проведено серію експериментів щодо визначення впливу ферментного препарату колагенази ФМП - МП на м'язову та сполучні тканини м'ясної сировини.

Температурний оптимум дії ферменту перебуває у межах 4-10° С, рН 5,8-6,0 од. Інактивація настає за режимів теплової обробки продукту.

Для досліджень використовували спинний мускул (Longissimus dorsi) яловичої туші I категорії. Розсіл для м'яса готували шляхом розчинення інгредієнтів. Рецептура розсолу складалася з таких компонентів (з розрахунку на 1 л): сіль кухонна - 80 г; глюкоза - 15 г; нітрит натрію - 0,2 г; ферментний препарат колагенази - 0,05 і 0,075%; вода - до 1 л.

Під час приготування розсолу дотримувались схеми застосування ферментного препарату, за якою його вводили до розсолу у вигляді водного розчину. Розсіл шприцювали голчастим шприцом у кількості 35% до маси м'ясної сировини. Нашприцоване м'ясо закладали до лабораторного масажеру, де його піддавали механічному обробці - масуванню - впродовж 2 годин. Після масування м'ясо занурювали до заливочного розсолу (кількість розсолу - 65% до маси сировини) і витримували впродовж 4 і 24 годин за температури (8-10)° С. Через зазначені періоди часу з солоного м'яса виготовляли запечений продукт. Запікання проводили за температури повітря 85° С до досягнення температури у товщі продукту (70)° С. Готовий продукт охолоджували до 5° С. Контролем був продукт з м'яса, посоленого без застосування ферментного препарату.

Найбільші значення вологозв'язуючої здатності та пластичності зафіксовано при додаванні 0,05% ферментного препарату до маси сировини, а найнижчі - при 0,075%. Можливо, за помірної концентрації колагенази - 0,05% - найбільше розкривається просторова структура білка, в результаті чого підвищується їх гідратація, а також ніжність м'язової тканини. За більш високій концентрації колагенази - 0,075% - починається руйнування просторової структури білка та спостерігається видиме розпушування м'язових волокон, що й обумовлює отримані зміни показників.

Крім цього, дегустація показала, що зразки м'яса, виготовлені через 4 години посолу, мали на розрізі сірі плями. Тому механічна обробка м'яса впродовж 2 годин та 2 години витримування (загалом 4 год. посолу) є недостатньою, оскільки не забезпечує суцільного кольороутворення по всій товщі продукту.

У готовому продукті, виготовленому через 24 години посолу, консистенція м'яка, при легкому надавлюванні продукт віддає вологу тим сильніше, чим більша концентрація ферменту у зразку і чим триваліший час посолу. Очевидно, при концентрації 0,075% та тривалості посолу 24 години ферментний препарат істотно розпушує волокна м'язової тканини, вони втрачають пружність і щільність, в результаті чого м'ясо віддає вологу й знижується його вологозв'язуча здатність. Враховуючи це, слід зазначити, що оптимальними умовами посолу можуть бути параметри, за яких концентрація колагенази близька до 0,050% або дещо її перевищує. Тривалість посолу у такому випадку має бути більшою за 4 год.

До колагеназ тваринного походження відноситься колагеназа, яка виділяється з хвоста пуголовок у період метаморфозу, та колагеназа з підшлункової залози ссавців.

Останнім часом у технології виробництва м'ясних продуктів особливу актуальність отримали дослідження з використання колагенази тваринного походження з гепатопанкреаса камчатського краба, яку зараз виготовляє у промислових об'ємах ЗАО «Біопрогрес» при ВНДІПБ, м. Щьолково Московської області Росії (ТУ 9158-002-11734126-94). Після обробки м'язової тканини цією колагеназою не виявлялося суттєвих змін. Форма м'язових волокон зберігалась лінійною чи слабко звивистою. У нативному колагені простежувалося часткове набухання окремих колагенових фібрил та їх пучків. Аналіз використання цього ферментного препарату на конині показав, що збільшення концентрації ферменту колагенази призводило до зростання масової частки білку: при внесенні 0,04% - на 6,3%, при 0,07% - на 12,5%. Подальше збільшення концентрації ферментів у суміші не призводило до збільшення кількості розчинного білку. Обробка конини колагеназою сприяє також збільшенню вологозв'язуючої здатності м'яса - у середньому на 11% та вологоутримуючої - на 12% у порівнянні з контрольними зразками, значення зусилля різання впродовж і впоперек волокон зменшувалось.

У Воронезькій державній технологічній академії для отримання якісних м'ясних продуктів з низькосортної сировини або зі значним вмістом сполучної тканини (наприклад, конина) використовували ферментні препарати колагеназу та мегатерін Г10х*. Колагеназа у концентрації 0,35% сприяла покращанню якості продуктів з конини, а застосування мегатеріну Г10х у концентрації 0,4% було ефективним для пом'якшення яловичини другого сорту На основі біомодифікованої таким чином сировини були розроблені такі продукти, як шинки, ковбаси та сосиски.

Близько 10 років тому на світовому ринку з'явилися ферменти - трансглютамінази, здатні зв'язувати білкові молекули та не гідролізувати їх. Трансглютаміназа сполучує амінокислоти ковалентними зв'язками та формує білок на молекулярному рівні. Для початку цієї реакції необхідний стартовий агент, в якості якого зазвичай використовують казеїн або мальтодекстрин. Завдяки своїм властивостям трансглютаміназа може використовуватись для склеювання дрібних шматків м'яса у більші, тим самим імітуючи продукт, вироблений з більш дорогої сировини; або склеювання поверхонь великих шматків м'яса. В останньому випадку, шматки м'яса повинні бути без спецій грубого помолу та нерозчиненої солі. М'ясну сировину з 0,8-1,1% ферменту, розведеного в невеликій кількості холодної води 4-7° С, піддають тумбліюванню впродовж 5-10 хвилин, після чого обережно, у рукавичках, поміщають шматки у сітку та витримують у холодному приміщенні за температури 4-5° С упродовж 8-12 год.

При виробництві шинки трансглютаміназу додають за 10-15 хв. до закінчення тумбліювання і одразу подають продукт на формування, щоб уникнути хаотичного склеювання. Також витримують у холодному приміщенні впродовж 8-12 годин до теплової обробки. Одним з провідних виробників цього ферменту є компанія «Аджиномото», яка пропонує його у вигляді препарату Actava EB, проте він має недолік - погане склеювання жирної сировини. Це питання вирішила фірма Sonac, випустивши «фібримекс» - білковий продукт з фібрину та тромбіну. В Україні препарати на основі цього ферменту пропонує компанія «Ковчег и Ко»: «Текст 100 Пур 2» - для вареної групи ковбас та «Текс К/2» - для делікатесної продукції та напівфабрикатів.

Проте не варто переоцінювати можливості трансглютамінази й намагатися з низькосортної сировини із значною кількістю сполучної тканини отримати ковбасу найвищого сорту. Це дійсно незвичайний продукт, але доволі дорогий.

Наостанок слід відзначити, що цілеспрямоване використання ферментів для обробки сполучної тканини є перспективним напрямком, який дозволяє отримувати безвідходні та екологічно безпечні технології. Адже безпечність використання ферментів при виробництві м'ясопродуктів полягає у їх білковій природі, а саме денатурації при тепловій обробці.

Ферментативний каталіз не має аналогів в неживій природі. Його унікальними рисами є висока специфічність та інтенсивність дії, безвідходність в поєднанні з м'якими умовами. Часто ферменти об'єднуються в надмолекулярні ансамблі, які узгоджено здійснить багато етапне перетворення певної речовини. Діяльність ферментів дуже чутлива до змін умов процесу, тобто регулюється ними.

Ці риси стають особливо привабливими в час, коли цивілізоване людство шукає нові технології одержання речовин і енергії, які б не загрожували екологічною, кризою.

Важливим завданням, яке потрібно вирішити на шляху впровадження ферментативних процесів у промисловість, є створення оптимальних умов для їх дії. Ферменти зберігають свої якості лише у зв'язку з іншими компонентами біосистеми. Тому великий успіх мають розробки методів іммобілізації ферментів, тобто фіксації їх на водонерозчинних носіях. Носіями ферментів можуть бути кульки з пористого скла, найлонові трубочки, тонкі плівки, капсули або гранули з полімерних гелей. Іммобілізовані ферменти мають ряд переваг: вони легко відокремлюються від реакційного середовища, дозволяють вести процес неперервно і регулювати його швидкість, мають активність в тисячі, навіть, міліони разів вищу, ніж незв'язані молекули, мало чутливі до дії денатуруючих агентів.

Іммобілізовані ферменти - основа одного з головних напрямків сучасної біотехнології. їх використовують при виробництві ряду антибіотиків, оптично активних сполук (амінокислот та інших).

Одночасно розвиваються методи використання каталізаторів у складі мікроорганізмів, їх клітини можна розглядати як живі лабораторії, що містять необхідні ферменти.

Крім промислових синтезів ферменти продовжують використовувати в традиційних галузях хлібопечіння, пивоваріння, виноробства. Тут необхідні ферменти розщеплення вуглеводів. В галузях, які займаються обробкою білкової сировини (шкіри, хутра, м'яса і молока), потрібні ферменти, які використовуються для прискорення розщеплення білків. В побутовій хімії набуло поширення використання ферментних добавок до миючих засобів.

4 ЗАСТОСУВАННЯ ФЕРМЕНТІВ У МЕДИЦИНІ

Успіхи сучасної біохімії в з'ясуванні фундаментальної природи життя і молекулярних основ патології, включаючи спадкові хвороби людини, а також у визначенні структури та функції білків і нуклеїнових кислот в значній мірі обумовлені широким впровадженням в біохімію досягнень фізики, хімії та математики.

Цей союз з точними науками дозволив не тільки розробити методологічні підходи для більш глибокого вивчення будови і функцій індивідуальних хімічних компонентів живої матерії на молекулярному рівні, а й сприяв розвитку нових напрямків у біохімії, включаючи молекулярну біологію, біоорганічної хімію і ензимології.

Вчення про ферменти - ензимології - перетворилося на самостійно і інтенсивно розвивається область знання. Російські вчені (академіки В. А. Енгельгардт, А.Е. Браунштейн, С.Р. Мардашев, І.В. Березін та ін) внесли великий внесок у світову науку в галузі вивчення структури і функцій ферментів, механізмів ензиматичного каталізу і регуляції активності та синтезу ферментів; це сприяло суттєвому покращенню методів діагностики, лікування та профілактики захворювань людини.

Перш ніж стосуватися медичних проблем ензимології, коротко перерахуємо основні функції ферментів не тільки в організмі людини і тварин, але і в окремій живій клітині. Основною і, може бути, головною функцією ферментів є їх здатність різко підвищувати (в десятки і сотні мільярдів разів) швидкість хімічних реакцій, тобто ферменти виконують роль каталізаторів величезного числа хімічних реакцій, здійснюваних щомиті у всіх живих системах. Більш того, ферменти є регуляторами швидкості хімічних реакцій, строго контролюючи процеси синтезу та розпаду індивідуальних хімічних компонентів клітини і всього організму в цілому. Завдяки цій властивості ферментів живі системи зберігають постійність внутрішнього середовища (так званий гомеостаз); вони відрізняються від сучасних великих промислових виробництв не потужністю або навіть не вантажопідйомністю, а високою ефективністю, економічністю, раціональністю та ювелірної точністю результатів у мікропросторі клітини (ніяких побічних продуктів, ніяких відходів, що забруднюють навколишнє середовище).

Ферменти виконують важливі захисні функції, знешкоджуючи як екзогенні (які надходять з зовнішнього середовища), так і ендогенні (що утворюються в самому організмі) токсичні речовини; останні піддаються під дією ферментів різних реакцій окислення, відновлення і, нарешті, розпаду на продукти, що втрачають свої токсичні властивості. Ця область дослідження отримала назву ксенобіохіміі.

Ферменти використовуються, крім того, як інструменти для здійснення тонкого хімічного органічного синтезу в легкої, харчової, мікробіологічної та фармацевтичної промисловості (виробництво кормового білка, гормонів, антибіотиків та інших лікарських препаратів і L-амінокислот), а також у геноінженерний дослідженнях та біотехнології.

Торкаючись медичних проблем вчення про ферменти, слід перш за все підкреслити, що один з перспективних напрямків дослідження ферментів - медична ензимології - з'явилося логічним розвитком загального біологічного вчення про ферменти. До теперішнього часу отримані переконливі докази, що сучасна біологія та медицина розмовляють мовою ензимології і що можливості застосування ферментів у медицині теоретично безмежні [1, 2]. Зокрема, чітко визначилися три основні напрямки досліджень у галузі медичної ензимології: ензімопатологія, ензімодіагностіка і ензимотерапія. За цими проблем скликаються національні та міжнародні конференції, симпозіуми і конгреси, видаються наукові журнали (наприклад, «Питання медичної хімії»), публікуються щорічні збірники (Advanses in Clinical Enzymology, Annual Reports in Medical Chemistry) і т.д. Відзначимо також, що в кожній з зазначених областей медичної ензимології є не тільки власні цілі і конкретні завдання, але й особливі методологічні підходи та методичні прийоми. Нижче будуть коротко викладені наші уявлення про першого напрямку медичної ензимології, зокрема ензімопатологіі, і більш докладно про використання ферментів для діагностики органічних і функціональних уражень організму та окремих органів при патології.

Область дослідження ензімопатологіі, хоча і включає назву патології (вчення про причини і механізми розвитку хвороб), насправді є теоретичної, фундаментальною частиною медичної ензимології. Вона покликана вивчати молекулярні основи розвитку патологічного процесу, що базуються на даних порушення механізмів регуляції активності або синтезу індивідуального ферменту, або групи ферментів. Ферменти виконують не тільки унікальні каталітичні функції, але і, володіючи вираженою органотропностью і високою специфічністю дії, можуть бути використані в якості найбільш тонких і виборчих інструментів для спрямованого впливу на патологічний процес. Як відомо, із понад двох тисяч спадкових хвороб людини молекулярний механізм розвитку з'ясований тільки у двох - трьох десятків. Найчастіше розвиток хвороби безпосередньо пов'язане із спадковою недостатністю або повним відсутністю синтезу одного-єдиного ферменту в організмі хворого. Типовим прикладом подібної зв'язку хвороби з відсутністю синтезу в печінці специфічного ферменту є фенілпіровіноградная олігофренія - спадкове захворювання, що приводить в ранньому дитинстві до загибелі дитини або до розвитку важкої розумової відсталості. Молекулярний дефект хвороби полягає в блокуванні перетворення незамінної амінокислоти фенілаланіну (Фен) в тирозин (Тир) згідно з рівнянням виявилося, що фермент, що каталізує дану реакцію, - Фен-4-гідроксилази, точніше Фен-4-монооксігеназа, - не синтезується в клітинах печінки, єдиному органі, де він в нормі відкритий. Наслідком цього молекулярного порушення обміну фенілаланіну є розвиток важкого спадкового захворювання, обумовленого надлишковим накопиченням самого фенілаланіну та продуктів його побічного шляху обміну - фенілпіровіноградной кислоти (звідси і назва хвороби) - в організмі, зокрема у тканині мозку і сироватці крові хворих дітей. Звичайно діагноз ставлять на підставі хімічного методу відкриття фенілаланіну або фенілпіровіноградной кислоти на пелюшках дітей. Лікування в основному зводиться до виключення з харчування дитини (у тому числі і з молока матері) амінокислоти фенілаланіну [4]. Для такої дитини тирозин (див. відмінності у формулах) виявляється незамінною амінокислотою. Аналогічно, розвиток іншого важкого спадкового захворювання - галактоземия, тобто непереносимість молочного цукру, пов'язано з відсутністю синтезу в клітинах печінки ферменту, який каталізує перетворення галактози в глюкозу. Наслідком подібної аномалії є накопичення галактози в тканинах і розвиток катаракти в ранньому дитинстві, ураження тканин печінки і мозку, що нерідко призводять до загибелі дитини; лікування в цьому випадку зводиться до виключення з дієти молочного цукру.

Крім спадкових захворювань, ензімопатологія успішно вирішує і проблеми патогенезу соматичних хвороб, не стільки причинних факторів, що викликають розвиток хвороби, скільки механізмів розвитку найбільш поширених хвороб людини. Зокрема, організовані великі наукові центри та Науково-дослідні інститути (Онкологічний науковий центр РАМН, Кардіологічний науковий центр РАМН, НДІ ревматології РАМН), в завдання яких входить з'ясування молекулярних основ, наприклад, злоякісного росту, артеріосклерозу або ревматоїдних артритів. Неважко уявити величезну роль ферментних систем або навіть окремих ферментів, порушення регуляції активності або синтезу яких призводить до розвитку, формування патологічного процесу. Друге напрям наукових досліджень в галузі медичної ензимології - ензімодіагностіка - покликане займатися розробкою ферментних тестів, заснованих на визначенні активності (рівня) ферментів і ізоферментів в біологічних рідинах організму хворого (сироватка крові, шлунковий або дуоденальний сік, спинномозкова рідина, сеча та ін.) Ці дослідження розвиваються в двох напрямках: по-перше, по шляху пошуку органотропних або тканетропних ферментів, специфічних для певного органу, групи органів або цілісного організму людини, по-друге, шляхом вдосконалення вже описаних в літературі методів визначення активності ферментів у біосредах.

Діагностична ензимології досягла величезних успіхів, допомагаючи лікареві не тільки у постановці правильного діагнозу захворювання та з'ясування ступеня тяжкості хвороби, а й у визначенні правильності обраного методу лікування. В даний час розроблені кількісні методи аналізу багатьох поширених ферментів, виявляються в біологічних рідинах при ураженні різних органів. Для кожного з цих ферментів визначені контрольні величини (рівні) активності і межі коливання в нормі як у сироватці крові, так і в самому органі .

В Як приклад можна послатися на результати визначення активності двох трансаміназ: аспартатамінотрансферази (в клінічній літературі більше відомої як глутамат-оксалоацетат-трансаміназ - GOT) і аланінамінотрансферази (глутамат-піруват-трансамінази - GPT); величини активності цих ферментів в сироватці крові в нормі коливаються між 5-40 міжнародними одиницями. При серцевій недостатності, при ішемічній хвороби серця активність обох трансаміназ у сироватці крові хворого лише злегка, хоча і статистично достовірно, підвищується, а проте при настанні інфаркту міокарда вже через 20 хвилин активність обох трансаміназ у сироватці крові різко, в десятки і сотні разів, перевищує рівні контрольних величин в крові здорової людини

Необхідно вказати, що, крім трансаміназ сироватки крові, при інфаркті міокарда вельми інформативними діагностичними ферментними пробами є лактатдегідрогеназний і креатінфосфокіназний тести, що відносяться також до так званим некротичним ферментним методам. Це означає, що при пошкодженні і розпад частини серцевого м'яза внаслідок закупорки коронарної артерії тромбом з обескровленной зони вимиваються в кров продукти розпаду, включаючи ферменти. Зазначимо також, що при успішному результаті хвороби рівні ферментів в сироватці крові повертаються до норми вже до 2-3-го дня після інфаркту. У той же час при повторному інфаркті міокарда, наступаючому звичайно протягом першого тижня хвороби, електрокардіограма зазвичай не вловлює повторного інфаркту, тоді як ферментні тести реагують повторним і різким підвищенням рівня їх у сироватці крові.

Діагностична цінність ферментів істотно підвищилася після впровадження в клінічну практику методів визначення ізоферментів, що розрізняються переважно різної електрофоретичної рухливістю, хоча і наділених однаковою біологічної активністю [3]. У зв'язку з цим варто більш докладно розглянути діагностичну значимість двох ферментів, визначення ізоферментних спектрів яких впроваджено майже в усіх лабораторіях клінічної хімії світу.

Першим з них є згадувана вище лактатдегідрогеназа (ЛДГ), яка каталізує зворотне перетворення піровиноградної кислоти на молочну кислоту по рівнянню слід підкреслити, що ЛДГ є ключовим ферментом анаеробного обміну вуглеводів у всіх живих організмах, визначаючи швидкість утворення енергії у вигляді аденозинтрифосфату (АТФ).ЛДГ - Широко поширений фермент, він синтезується майже у всіх клітинах організму людини [3]; розрізняють два типи ЛДГ: так званий серцевий тип, позначуваний H-тип (від англ. heart), і м'язовий тип, що позначається M-тип (від англ. muscle), кожен з них складається з чотирьох субодиниць, що позначаються відповідно цифрами. Якщо в молекулі ЛДГ всі чотири субодиниці представлені H-типом, її позначають ЛДГ H4; якщо все субодиниці складені з M-типу, тоді фермент позначають M4. Оскільки в клітинах завжди містяться обидва типи молекул H і M, сумарно чотири субодиниці будуються як з H-, так і з M-типів. Таким чином, розрізняють 5 ізоферментів ЛДГ, складених з наступних типів H і M : H4 , H3M1, H2M2, H1M3 і M4;відповідно вони позначаються: 1-, 2-, 3-, 4 - і 5-й ізоферменти ЛДГ.

При органічному ураженні серцевого м'яза, наприклад при інфаркті міокарда, в сироватці крові різко підвищується рівень не тільки загальної лактатдегідрогенази, але, що дуже важливо для точності діагнозу, це підвищення переважно обумовлено ізоферментами 1 і 2, відповідно H4 і H3M1.З іншого боку, при ураженнях скелетної мускулатури, а також при запальних процесах печінки (гепатити) або при вірусних ураженнях тканини печінки [4], і нарешті, при отруєнні чотирьоххлористим вуглецем або іншими отрутами, коли переважно вражається печінка, викликаючи некроз тканини [3, 4], ізоферментний спектр переміщається зліва направо (тобто рівні 5 і 4 ізоферментів ЛДГ різко підвищуються при майже незмінному рівні 1 та 2 ізоферментів). Ці результати дуже важливі для лікуючого лікаря, який на підставі головним чином клінічної картини хвороби, лабораторних даних, електрофоретичної картини спектрів ЛДГ ставить остаточний діагноз і приступає до лікування хворого. Природно, що методи лікування будуть різко відрізнятися, і у виборі цих методів чималу роль відіграє ізоферментний спектр ЛДГ серцевого або м'язового типу.

Другим ферментом, діагностична цінність якого ще вище, особливо при інфаркті міокарда [3, 4], є креатинфосфокінази (КФК), що каталізує біосинтез креатинфосфату з креатину та АТФ у відповідності з рівняннямкреатинфосфокінази - Ключовий фермент біосинтезу макроергічні (наділеного або містить високий енергетичний потенціал) субстрату - креатинфосфату, що грає разом з АТФ видатну роль у біоенергетики серцевого м'яза і всього організму. Виявилося, що молекула КФК також складається з двох типів субодиниць: з M-типу (тобто м'язовий тип, від англ. muscle) і B-типу (тобто мозковий; від англ. brain); відповідно виділені і охарактеризовані три ізоферменту КФК, які позначаються латинськими літерами: MM-ізофермент (м'язовий тип), переважно характерний для поперечно-смугастої мускулатури, BB-ізофермент (мозковий тип, переважно міститься в тканини мозку) і змішаний тип, що позначається MB-ізоферментом, який міститься тільки в серцевому м'язі.

Враховуючи ці дані, зокрема органотропность ізоферментів КФК, при органічних або функціональних поразках цих тканин в сироватці крові хворого з'являються в нормі відсутні ізоферменти КФК, і, відповідно, вони відкриваються при електрофорезі . Сараєв і Ф.Б. Левін досліджували сироватку крові хворих інфарктом міокарда в динаміці з першої години настання хвороби і показали, що загальна активність ЛДГ різко підвищується вже через 0,5 години і тримається на цьому високому рівні до 2-3 днів, а в окремих хворих - до 4 днів; після гострого періоду величини ЛДГ швидко приходять до норми, хоча ізоферментний спектр ЛДГ все ще зберігає серцевий тип до 7-8 діб. Зазначимо також, що у всіх випадках інфактов міокарда, включаючи благополучні випадки, В.П. Сараєв і Ф.Б. Левін визначали активність ще одного ферменту - гамма-глутамілтрансферази - в сироватці крові. Виявилося, що активність цього ферменту повільно підвищується при настанні інфаркту, але високі рівні його з'являються в крові лише на 10-14-у добу після настання інфаркту. На думку багатьох клініцистів, гамма-глутамілтрансферазний тест сироватки крові може служити важливим постінфарктним ферментним тестом. Наявні дані свідчать про те, що некротизованих зона серцевого м'яза швидше за все не є джерелом гамма-глутамілтрансферази, оскільки вимивання тканини при інфаркті наступає вже в перші 10-15 хвилин. Більш ймовірно припущення, що в процесі загоєння і заповнення некротизованої зони нормальної м'язової тканиною в постінфарктному періоді відбувається посилена васкуляризація (розвиток судинної мережі); в ендотелії?? Бразилії в цій зоні судин відкрито підвищена кількість (по активності) гамма-глутамілтрансферази, що, очевидно, може служити джерелом підвищений вміст цього ферменту в сироватці крові хворих на інфаркт міокарда.

Діагностична ензимології досягла значних успіхів при постановці діагнозу хвороб не тільки зазначених органів, а й інших, зокрема нирок, підшлункової залози, шлунку, кишечника і легень [2]. Широко використовують в клінічній практиці, наприклад, визначення трансамідінази в сироватці крові - ферменту, відкритого тільки у тканині нирок і підшлункової залози; або визначають активність ферменту гістідази, виявленого тільки в клітинах печінки та епідермісу шкіри. Відповідно, при органічних поразках цих органів, запальних процесах, травмах, хірургічних втручаннях в сироватці крові хворих з'являються зазначені ферменти, в нормі відсутні в сироватці.

Природно, що тут представлені лише окремі приклади з великої кількості ферментів, що визначаються у клініці, і описані тільки деякі хвороби з відомих майже 10 тисяч хвороб людини. Однак і з цих прикладів можна зробити висновок, що ферментна діагностика може служити основою не тільки для постановки правильного і, що найголовніше, своєчасного діагнозу хвороби, а й для перевірки ефективності застосовуваного методу лікування.

Володіючи високою специфічністю дії, ферменти застосовуються як самих тонких і виборчих інструментів в направленому впливі на перебіг будь-якої патології. Про ступінь ураження органів, біомембран клітин і субклітинних структур, про тяжкість патологічного процесу можна судити з появи (або різкого підвищення рівня) органотропних ферментів і ізоферментів в сироватці крові хворих, що становить предмет діагностичної ензимології.

Таким чином, розвиток вчення про ферменти є яскравим прикладом того, що фундаментальна наука рано чи пізно знаходить різноманітне застосування в житті суспільства.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Особливості та основні способи іммобілізації. Характеристика носіїв іммобілізованих ферментів та клітин мікроорганізмів, сфери їх застосування. Принципи роботи ферментних і клітинних біосенсорів, їх використання для визначення концентрації різних сполук.

    реферат [398,4 K], добавлен 02.10.2013

  • Історія дослідження і вивчення ферментів. Структура і механізм дії ферментів. Крива насичення хімічної реакції (рівняння Міхаеліса-Ментен). Функції, класифікація та локалізація ферментів у клітині. Створення нових ферментів, що прискорюють реакції.

    реферат [344,3 K], добавлен 17.11.2010

  • Застосування ферментів в промисловості. Протеїнази, амілази і амілоглікозидази. Іммобілізовані ферменти. Добування хімічних речовин з біологічної сировини. Добування металів за допомогою біотехнологій. Біогеотехнологія.

    реферат [196,6 K], добавлен 04.04.2007

  • Біотехнологічні процеси з використанням ферментів. Характеристика грибів Penicillium funiculosum, їх морфолого-культуральні ознаки, біохімічні властивості. Синтез вортманніну, що може бути використаний як протипухлинний засіб. Методи рекомбінантних ДНК.

    курсовая работа [607,3 K], добавлен 22.03.2015

  • Умови зростання та географічне походження мохоподібних на Україні. Шляхи створення диз'юнкії. Особливості Антоцеропсидного, Маршанціопсидного, Бріопсидного класів мохоподібних, практичне використання їх сорбентних властивостей у промисловості і медицині.

    курсовая работа [2,2 M], добавлен 21.09.2010

  • Відкриття та характеристика генетичного коду, його загальні властивості й практичне застосування. Будова ланцюгів РНК і ДНК. Вирощування культури клітин E. Coli на протязі багатьох поколінь в середовищі, що містить як джерело азоту хлористий амоній.

    реферат [855,7 K], добавлен 14.11.2015

  • Гідробіонти як переважно первинноводні тварини, які все життя проводять у воді. Вплив середовища існування на гідробіонтів: температури, прозорості води, газового режиму водоймища, вуглекислого газу, водневого показника (рН), різних речовин, організмів.

    курсовая работа [27,0 K], добавлен 28.10.2010

  • Будова, фізичні та хімічні властивості білків. Для виявлення білків у різних матеріалах застосовують кольорові реакції, найважливішими з яких є ксантопротеїнова і біуретова. Елементарний склад, молекулярна маса білків. Застосування білків у промисловості.

    реферат [296,8 K], добавлен 09.11.2010

  • Участь супероксиддисмутази в адаптаційних процесах рослинних організмів. Пероксидаза як компонент ферментативного антиоксидантного захисту. Активність каталази в рослинних об'єктах за дії стресорів. Реакція антиоксидантних ферментів на стрес-чинники.

    дипломная работа [1,7 M], добавлен 11.02.2014

  • Основні джерела антропогенного забруднення довкілля. Вплив важких металів на фізіолого-біохімічні процеси рослин, зміни в них за впливу полютантів. Структура та властивості, функції глутатіон-залежних ферментів в насінні представників роду Acer L.

    дипломная работа [950,6 K], добавлен 11.03.2015

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.