fermentai

fermeñtai (lot. fermentum – raugas), enzmai (gr. en – viduje + zymē – raugas), biokatalizãtoriai, baltymai, katalizuojantys biochemines reakcijas. Žinoma daugiau kaip 3000 fermentų, išskirtų iš įvairių gyvų organizmų. Daugiausia fermentų yra ląstelėse, kai kurių – audinių skystyje, mitybinėje terpėje. Eukariotų ląstelių organoidai turi jiems būdingus fermentų rinkinius, kai kurių fermentų yra tik tam tikruose audiniuose ar organuose. Pagal katalizuojamųjų reakcijų tipą skiriamos šešios fermentų klasės: 1 – oksidoreduktazės, 2 – transferazės, 3 – hidrolazės, 4 – liazės, 5 – izomerazės, 6 – ligazės (sintetazės). Klasės skirstomos į poklasius, šie – į popoklasius, kuriuose kiekvienam fermentui suteiktas eilės numeris. Pagal šį skirstymą kiekvienas fermentas turi keturių skaitmenų numerį (pvz., alkoholdehidrogenazės numeris 1.1.1.1.). Trivialusis fermentų pavadinimas dažniausiai sudaromas iš substrato (medžiagos ar junginio, kurį veikia fermentas) lotyniško pavadinimo šaknies ir priesagos ‑azė. Pvz., krakmolą (lot. amylum) skaido fermentas amilazė. Fermentai padidina katalizuojamųjų cheminių reakcijų greitį sumažindami energijos kiekį, kurio reikia reaguojančioms molekulėms (substratams) aktyvuoti. Fermento aktyvumas priklauso nuo terpės temperatūros, vandenilio jonų koncentracijos (pH), substrato koncentracijos. Optimali daugelio fermentų veikimo temperatūra 37 °C, pH 7. Fermentai yra labai specifiški katalizatoriai: konkretaus fermento molekulės sąveikauja tik su tam tikromis substratų molekulėmis ir katalizuoja tik tam tikro tipo chemines reakcijas. Katalizuojamos reakcijos metu fermento molekulės su reaguojančiomis substratų molekulėmis sudaro tarpinius junginius. Substratai prisijungia fermento aktyviajame centre, kur įvyksta cheminė reakcija. Fermento aktyvumas ląstelėse yra reguliuojamas alosteriniais reguliatoriais, kovalentinės modifikacijos būdu, prijungiant įvairias chemines grupes (fosfato, acetilo), slopinant arba aktyvinant fermentą koduojančio geno raišką. Daugelio fermentų veiklai reikalingi kofaktoriai – įvairūs kofermentai – vandenyje tirpių vitaminų dariniai, metalų jonai. Organizmuose yra ir izofermentų (skirtingų fermentų molekulių, katalizuojančių tą pačią cheminę reakciją). Fermentai, išskirti iš gyvųjų organizmų, naudojami įvairiose mokslo ir ūkio šakose: maisto pramonėje – duonai, sūriui, vynui, alui gaminti, medicinoje – įvairių metabolitų (gliukozės, cholesterolio, adenozintrifosfato, arba ATP) kiekiui nustatyti. Fermentų aktyvumo tyrimai svarbūs daugeliui ligų diagnozuoti, kai kurie fermentai yra vaistai (pvz., virškinimo fermentai). Dirvožemio fermentų šaltinis yra augalai, mikroorganizmai, gyvūnai. Fermentai keičia dirvožemio cheminę sudėtį, skatina dirvožemio biologinį aktyvumą, kuris yra dirvožemio derlingumo rodiklis. Fermentus tiria enzimologija.

2014