FERMENTLAR

FERMENTLAR (lotincha fermentum — achitqi), enzimlar — hayvon, o’simlik va bakteriyalarning tirik hujayralaridagi oqsilli katalizatorlar. Fermentlar maxsus xususiyatlari va kimyoviy reaktsiyalarni tezlashtirishi bilan odatdagi katalizatorlardan farqlanadi. Ular katal izatorlar kabi kimyoviy reaktsiyalarning faollanish energiyasini pasaytiradi. 1914 yil rus kimyogari K.G.S. Kirxgof undirilgan arpa donidan olingan ekstrakt ta’sirida kraxmalni qandgacha parchaladi. 1933 yilda frantsuz kimyogarlari A. Payen va J. Perso birinchi marta arpa donidan amilaza fermentini ajratib oldilar. 19-asr o’rtalarida mikrobiologiyaning asoschisi L. Paster achish jarayonini tirik mikroorganizmlar (achitqilar) ko’zg’atadi va bu jarayon ularning hayoti bilan bog’liq deb ko’rsatdi. 1897 yilda nemis kimyogari E. Buxner achitqidan spirtli achish jarayonini chaqiruvchi fermentni ajratib oldi. 20-asr boshlariga kelib nemis kimyogari R. Vilshtetter xodimlari bilan Fermentlarni ajratish va tozalashda adsorbtsiya usulidan keng foydalandi. 20— 30-yillarda J. Samor, birinchi kristallik ferment (ureaza), so’ngra pepsin va boshqa bir qator proteologik Fermentlarni kristall shaklida ajratib oldi. 20-asrning o’rtalariga kelib, fizik-kimyoviy taxlil (asosan, xromotografiya) va oqsil kimyosi usullarining rivojlanishi natijasida qator Fermentlarning birlamchi strukturasi aniqlandi. Masalan, qoramol oshqozon osti bezining ribonukleaza fermentlari to’rtta disulfid bog’i bilan bog’langan 124 aminokislota qoldig’idan iboratligi ko’rsatib berildi. Shundan keyin rentgen struktura taxlili yordamida bir qancha Fermentlarning ikkilamchi va uchlamchi strukturalari aniqlandi. Ko’p Fermentlar to’rtlamchi strukturaga ega ekanligi, ya’ni molekulalari tarkibi va strukturasi jihatidan turlicha bo’lgan bir qancha oqsil subbirliklar (biopolimerlar)dan iboratligi ko’rsatildi. Fermentlar barcha oqsillar kabi oddiy va murakkab bo’ladi. Murakkab Fermentlarning molekulalari ikki komponentdan: oqsil (apoferment) va oqsil bo’lmagan — prostetik guruh komponentidan iborat. Prostetik guruh apofermentdan oson ajraladigan hollarda kofaktor yoki koferment deb ataladi. Uglevodlar, nukleotidlar, turli metallarning ionlari va boshqa birikmalar, vitaminlar hamda ularning hosilalari (vitaminlari kofermentlardan iborat 150 dan ortiq Fermentlar ma’lum) kofermentlar bo’lishi mumkin. Avitaminoz va gipovitaminozlarda ko’pgina ferment tizimining funktsiyasi izdan chiqadi, bu butun organizm normal hayot faoliyatining buzilishiga sabab bo’ladi. Ko’pchilik Fermentlar a’zo va to’qimalarda shu darajada kamki, qatto ularning absolyut miqdorini (masalan, milligrammlarda) bilish qiyin. Shu sababli Fermentlarning istalgan a’zodagi mikdorini, ularning faolligiga qarab aniqlanadi. Fermentlarning faollik birligi uchun bir minutda ma’lum miqdordagi substratning o’zgarishini katalizlashga ketgan Fermentlar miqdori qabul qilingan. Fermentlarning ta’sir etishi bir qator omillarga, xususan, temperatura va muhit rn ga (rn — vodorod ko’rsatkich) bog’liq. Fermentlarning ta’sir etish optimum temperaturasi 38-60°, temperatura bundan yuqori bo’lsa, Fermentlar odatda, denaturlanib o’z faolligini yo’qotadi. Lekin ba’zi Fermentlar (masalan, ribonukleaza, miokinaza) 100° issiqlikka ham chidaydi. Odam va issiq qonli hayvonlar fermenti 37-38°da, ya’ni tana haroratida ta’sir ko’rsatadi. Fermentlar faolligining temperaturaga bog’liqligidan tibbiyot amaliyotida, jumladan, jarrohlikda foydalaniladi. Ko’pchilik Fermentlar neytral reaktsiyada (rn— 7,0 da) faol bo’lib, kislotali va ishqorli muhitda ular o’z faolligini yo’qotadi. Kislotali muhitda faol bo’lgan pepsin va ba’zi to’qima proteolitik Fermentlar (masalan, katepsin D) hamda ishqorli muhitda (rn — 8,0 da) faol bo’lgan tripsin bulardan mustasno. Temperatura va muhit rn ning kattaligidan tashqari, Fermentlar faolligiga turli moddalar kuchaytiruvchi (aktivatorlar) yoki to’xtatuvchi (ingibitorlar) tazyiq ko’rsatadi. Turli anorganik ionlar, xususan, turli xil metall ionlari Fermentlar aktivatorlari hisoblanadi. Fermentlar faolligini susaytiruvchi birikmalar — ingibitorlar Fermentlar bilan qo’shilib, fermentativ faollikni yo’qotadigan kompleks hosil qiladi. Fermentlarning biosintezi genetik kod tomonidan nazorat etiladi. Ular ichki va tashqi omillar: mutasiyalar, ionlovchi radiatsiya, ovqatlanish sharoiti va boshqalar ta’sirida o’zgarishi mumkin. Katalitik ta’siri bir xil bo’lib, fizikkimyoviy xossasi bilan farqlanadigan Fermentlar izofermentlar deyiladi. Hujayrada Fermentlar faolligini boshqarishda hujayra tarkibiy qismini tashkil etuvchi strukturalar — mitoxondriyalar, mikrosomalar va boshqalar katta rol o’ynaydi. Enzimopatiya yoki fermentopatiya deb ataluvchi turli Fermentlar tizimi funktsiyalarining buzilishi kishida ko’pchilik kasalliklarning kelib chiqishiga sabab bo’ladi. Turli omillar (radiatsiya, kimyoviy moddalar, viruslar, bakteriyalar va boshqalar) tufayli Fermentlarning optimal ta’sir etish sharoiti o’zgarganda Fermentlarning qondagi faolligi pasayishi kuzatilgan. Uning bu xususiyatidan diagnostikada foydalaniladi. Fermentlarning kon zardobidagi faolligini aniqlash usuli keng qo’llaniladi. Bu usul yordamida kasallikni boshlanish paytida aniqlash mumkin. Fermentlar kasalliklarni aniqlashdagina emas, balki shu kasalliklarning ayrimlarini davolashda (enzimoterapiya) ham qo’llaniladi. Kishilarning amaliy hayotida, shuningdek, yengil, oziq-ovqat va kimyo sanoatlarida Fermentlardan keng foydalaniladi.