Что такое ферменты?

В биологии одним из факторов, который определяет живое существо из неодушевленного предмета, является способность организма проводить химические реакции, которые имеют решающее значение для его выживания. Даже одноклеточные организмы способны к сотням химических реакций в клеточных стенках. Вообразите бесконечное количество реакций, которые проводит большой организм, такой как человек. Ни одна из этих реакций невозможна без ферментов.Ферменты являются биологическими катализаторами или помощниками. Ферменты состоят из различных типов белков, которые управляют химической реакцией, необходимой для определенного действия или питательного вещества.
Ферменты могут либо запустить реакцию, либо ускорить её. Химические вещества, которые преобразуются с помощью ферментов, называются субстратами. В отсутствие ферментов эти химические вещества называются реагентами.Чтобы проиллюстрировать скорость и эффективность ферментов, субстраты могут быть преобразованы в пригодные для использования продукты со скоростью десять раз в секунду. Учитывая, что в организме человека насчитывается около 75 000 различных ферментов, эти химические реакции происходят с удивительной скоростью.

С другой стороны, в отсутствие ферментов реагентам может потребоваться сотни лет, чтобы превратиться в пригодный для использования продукт, если они вообще могут это сделать. Вот почему ферменты имеют решающее значение для поддержания жизни на земле.Как правило, ферменты воздействуют на субстраты одним из трёх способов: ориентация, физическое напряжение и изменения реакционной способности субстрата. Ориентация субстрата происходит, когда фермент заставляет молекулы субстрата выравниваться друг с другом и образовывать связь. Когда фермент использует физическое напряжение на субстрате, он фактически захватывает субстрат и заставляет молекулу разрушаться.

Фермент, который вызывает изменения в реакционной способности субстрата, изменяет расположение электронов молекулы, что влияет на способность молекулы связываться с другими молекулами.Ферменты имеют активные места, где они вступают в контакт с конкретными субстратами. Каталитические свойства ферментов являются циклическим процессом. Как только субстрат вступает в контакт с активным центром фермента, он модифицируется ферментом с образованием конечного продукта. Как только процесс завершён, фермент высвобождает продукт и готов начать процесс с новыми субстратами.

Ферменты никогда не теряются и всегда перерабатываются.Отсутствие ферментов является причиной многих заболеваний. У людей трагическое заболевание, называемое фенилкетонурия (ФКУ), которое вызывает тяжелую умственную отсталость и даже смерть у детей, является результатом отсутствия одного типа фермента. Болезнь Тея-Сакса также является трагическим результатом дефицита ферментов. Это вызывает отсталость, паралич и часто смерть в раннем детстве, если её не лечить.

Наша способность изменять ферменты путём подавления их функциональных способностей привела к сотням жизненно важных лекарств. Одним из примеров является пенициллин, известный антибиотик, который может вылечить сифилис, пневмонию и другие заболевания. Пенициллин действует путем связывания с активными участками ферментов болезнетворных бактерий, в конечном итоге разрушая способность бактерий выживать и размножаться.