Məlumat

Zülallar öz funksiyalarını necə yerinə yetirirlər

Zülallar öz funksiyalarını necə yerinə yetirirlər



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Mən fizika stackexchange ilə bağlı sual verdim, lakin bura yönləndirildim. Bütün sualı sözbəsöz köçürürəm. Orijinal buradadır.


Məsələn, bir ribosomu götürək. Bu, öz növbəsində fizika qanunlarına əməl etməli olan bir molekul olan bir fermentdir.

Səhv edirəmsə, məni düzəldin, lakin buna bir neçə hissədən ibarət molekulyar maşın kimi baxmaq olar. Bu parçaların birlikdə işləməsinə tam olaraq nə səbəb olur?

Niyə ribosom RNT zəncirinə bağlanır? Bu, sadəcə forma və elektrik yüküdür, yoxsa başqa bir şeydir? Ribosom bir RNT parçasına bağlandıqdan sonra necə hərəkət edir?

Bir növ "maşındakı xəyal" axtarıram. Məni təkcə ribosomlar deyil, ümumiyyətlə molekullar maraqlandırır. Nədir ki, tək atomlar səviyyəsində molekulları "canlı" edir - hərəkət edir, zülal toplayır və s.?


PS. Sualımı ifadə etməkdə çətinlik çəkirəm, ona görə də hər hansı bir şey aydın deyilsə, şərh yazın və mən ona müraciət edəcəyəm.


Redaktə 1: Bu, şübhəsiz ki, fizika sualıdır. Mən bir neçə atomun miqyasına baxıram.

İcazə verin hipotetik bir misal verim:

Bir karbon zəncirini təsəvvür edin. Təsəvvür edin ki, bu zəncir boyunca hərəkət edə bilən bir molekul var. Bunu necə edəcəkdi? Hansı qüvvələr onu bu tel boyunca hərəkət etdirəcək? Bu elektromaqnetizmdir? Cazibə qüvvəsi əhəmiyyətli dərəcədə iştirak edə bilərmi? Formanın hansı təsiri olacaq?

Bu sualı daha aydın edirmi?


Bu sual çox genişdir, amma sonda verdiyiniz fərziyyəyə qısa və sadələşdirilmiş cavablar verəcəyəm. Əvvəlcə nümunənizi bir az yenidən formalaşdıraq:

Ribosom RNT zəncirində necə hərəkət edir?

  • Bunu necə edəcəkdi?
    • GTP-ni hidroliz etməklə və birtəhər bu reaksiya ilə əlaqəli sərbəst enerjinin irəli hərəkətlə əlaqələndirilməsi. Nəzərə alın ki, həm ribosom, həm də RNT davamlı olaraq təsadüfi yerişli Brown hərəkətindən (yəni titrəmə) məruz qalır, buna görə də ilk növbədə ribosomun hərəkətindən daha çox ribosomun hərəkətini müəyyən bir istiqamətə yönəltmək məsələsidir.
  • Hansı qüvvələr onu bu tel boyunca hərəkət etdirəcək?
    • Heç bir şəkildə tam olmayan molekulyar biofizikanın hazırkı anlayışı deyir ki, bu cür zülal fəaliyyətinin əsas sürücüsü elektrostatik qüvvələrdir.
  • Bu elektromaqnetizmdir?
    • Özlüyündə elektrik cərəyanları yoxdur, ona görə də maqnitçilik heç bir rol oynamır.
  • Cazibə qüvvəsi əhəmiyyətli dərəcədə iştirak edə bilərmi?
    • Bu tərəzilərdə cazibə qüvvəsi əhəmiyyətli təsir göstərmir.
  • Formanın hansı təsiri olacaq?
    • Formanın böyük təsiri var. Molekulyar biofizikanın əsas aksiomalarından biri funksiyanın formadan sonra olmasıdır. Qeyd etdiyim həmin elektrostatik qüvvələrin 3D konfiqurasiyası öz növbəsində cəlb olunan makromolekulların 3D konfiqurasiyası ilə müəyyən edilir.

Bu xüsusi sual haqqında (çox) daha çox bilmək istəyirsinizsə və jurnallara çıxışınız varsa, bu nəzərdən keçirin: Ribosom haqqında necə düşünməliyik?


Nəqliyyat zülalı

Nəqliyyat zülalları maddələri bioloji membranlar vasitəsilə daşıyan zülallardır. Nəqliyyat zülalları membranın özündə yerləşir, burada substratın bir tərəfdən digərinə keçməsini təmin etmək üçün bir kanal və ya daşıma mexanizmi meydana gətirirlər.

Bu zülalların daşıdığı maddələrə natrium və kalium şəkərləri kimi ionlar, məsələn, qlükoza zülalları və xəbərçi molekullar və daha çox daxil ola bilər.

Nəqliyyat zülalları ümumiyyətlə iki növ nəqli həyata keçirir: “asanlaşdırılmış diffuziya”, burada daşıyıcı zülal sadəcə konsentrasiya qradiyenti ilə maddənin diffuzasiyası üçün bir açılış yaradır və hüceyrənin bir maddəni öz konsentrasiyasına qarşı hərəkət etdirmək üçün enerji sərf etdiyi “aktiv nəqliyyat”. konsentrasiya qradiyenti.


Cild 2

Kelsey N. Retting, Karen M. Lyons, Hüceyrə Siqnalının Təlimatında (İkinci Nəşr), 2010

BMP və Sümük İnkişafı

İnkişafda BMP funksiyası skelet sistemində yaxşı xarakterizə olunur. BMP-lər ilk olaraq 1965-ci ildə Marshall Urist tərəfindən kəşf edilmişdir, o, subkutan implantasiya edilmiş kalsifikasiya edilmiş sümükün ektopik qığırdaq və sümük əmələ gəlməsinə səbəb ola biləcəyini aşkar etmişdir [97]. Osteokonduktiv amillərin sonrakı təmizlənməsi BMP-lərin [98, 99] kəşfinə səbəb oldu. Onurğalıların skeletinin əksəriyyəti endoxondral sümükdən ibarətdir. Endoxondral ossifikasiya mezenximal hüceyrələr xondrositlərə differensiasiya edildikdə baş verir ki, bu da böyümə plitəsi kimi tanınan yüksək mütəşəkkil şablon təşkil edir [100]. Hüceyrələrin diferensiasiya mərhələsinə görə təbəqələrə bölündüyü bu quruluş, hüceyrə öhdəliyi, sağ qalma, çoxalma, hüceyrə dövründən çəkilmə, fərqləndirmə və apoptozun xüsusi aspektlərində BMP siqnal yollarının rollarını qiymətləndirməyə imkan verir. Bir sıra tədqiqatlar BMP siqnalının endoxondral sümük formalaşmasının müxtəlif aspektləri üçün tələb olunduğunu nümayiş etdirdi ([101, 102]-də nəzərdən keçirilir). BMP siqnalı mezenximal hüceyrələrin xondrogenik nəsillərə, N-kadherin kimi yapışma molekullarına və matris istehsalına bağlanması üçün tələb olunan transkripsiya faktoru olan Sox9-un ifadəsini təmin etməklə erkən prexondrogenik kondensasiyaların əmələ gəlməsini təşviq edir [103-105]. BMP-lər həmçinin hədəf genlərin induksiyası ilə xondrositlərin proliferasiyasına və diferensasiyasına səbəb ola bilər. II tipX növü kollagen [104, 106, 107]. Bundan əlavə, X tipli kollagenin promotor fəaliyyəti Smads1 və ya 5-in həddindən artıq ifadəsi ilə prehipertrofik xondrositlərdə induksiya edilə bilər [108, 109]. Böyümə plitəsində xondrositlər kiçik yuvarlaqlaşdırılmış istirahət zonalarına, yastı diskə bənzər proliferasiyaya və böyük hipertrofik xondrositlərə uyğunlaşır. Bir çox BMP liqandları böyümə plitəsinin daxilində və onu əhatə edən perixondrium və periosteumda, BMP antaqonistləri isə əks nümunələrdə ifadə edilir [12, 110]. Bundan əlavə, xondrositlərdə nüvə fosforlanmış Smads1, 5 və 8-in səviyyəsi, onlar istirahətdən prehipertrofik zonaya doğru irəlilədikcə artır [10]. Bu tədqiqatlar BMP-lərin proliferasiya və diferensiallaşma arasındakı tarazlığı tənzimləmək üçün böyümə plitəsinin içərisində bir gradient kimi çıxış edə bilmə ehtimalını artırır.

In vivo, BMP-lərin həddindən artıq ifadəsi matrisin istehsalının artması və xondrositlərin yayılması nəticəsində genişlənmiş, qeyri-formal və ərimiş skelet elementlərinə gətirib çıxarır [94, 111, 112]. Bunun əksinə olaraq, nogginə məruz qalma nəticəsində yaranan aşağı BMP səviyyələri mezenximal hüceyrələrin aqreqasiyasına və differensasiyasına mane olur və sonrakı mərhələlərdə osteopeniyaya və sümük formalaşmasının azalmasına səbəb olur [113-115]. Eyni şəkildə, Smad səviyyəsində, inhibitor Smad6-nı həddindən artıq ifadə edən transgen siçanlar gecikmiş xondrosit hipertrofiyası, postnatal cırtdanlıq və osteopeniya nümayiş etdirir [116]. Hər ikisi də olmayan transgen siçanlarda xondrogenik diferensiasiya ciddi şəkildə pozulur Bmpr1aBmpr1b qığırdaqda, endoxondral skelet formalaşmasının virtual çatışmazlığına səbəb olur [14] . Hüceyrədaxili R-Smadların itirilməsinin BMP reseptorunun sökülməsinin endoxondral sümük formalaşmasına təsirini təqlid edə biləcəyini müəyyən etmək qalır. in vivo.


Kate'nin A səviyyəli Biologiyası

Bütün məlum zülallar uzun, zəncirvari amin turşularıdır, cəmi iyirmi müxtəlif amin turşusu var və onlar milyonlarla fərqli zülal təşkil edə bilirlər, hamısı fərqli struktur və funksiyalara malikdir. Amin turşusu molekulları bir peptid bağı ilə birləşir, bu kondensasiya reaksiyasıdır və buna görə də su tullantı məhsulu kimi istehsal olunur. Peptid bağı olan iki amin turşusu ilkin quruluşu yaradır, onlar peptidlər kimi tanınırlar.

İkinci dərəcəli quruluş ilk 3D quruluşdur, hidrogen bağları ilə birləşir. Bu mərhələdə müsbət yüklü –NH və mənfi yüklü –C=H arasındakı hidrogen bağından asılı olaraq ya alfa sarmal, ya da beta qatlı təbəqə əmələ gəlir. Hidrogen bağını yaratmaq üçün istifadə edilən hidrogen quruluşu ya alfa, ya da beta edəcək, bu, eyni elementlərin mövcud olmasına baxmayaraq, zülalın fiziki quruluşuna böyük təsir göstərəcəkdir.

Üçüncü quruluş, bükülən polipeptid 3D quruluşudur, bunlar xüsusi strukturları meydana gətirir. Struktur bir daha zülalın ilkin quruluşundan asılı olan müxtəlif bağlar tərəfindən qorunur. Bu bağlara nisbətən güclü ion bağları olan disulfid körpülər daxildir, bunlar daha zəifdir və pH-da dəyişikliklərlə qırıla bilər və nəhayət, strukturda bol olan və çox asanlıqla qırılan hidrogen bağları.

Dördüncü quruluş iki və ya daha çox polipeptid böyük və mürəkkəb bir molekula bağlandıqda əldə edilir. Bundan əlavə, onların tərkibində zülal olmayan qruplar var, məsələn, dəmir tərkibli hemoglobinin kompleks molekulunda tapıla bilər.

Struktur zülallar hüceyrənin daxili quruluşunu təmin edir və bəzən hüceyrənin hərəkətində iştirak edir. Struktur zülallar daha böyük molekullar üçün həyati dəstək verir ki, onlar öz-özünə çökməsinlər və onları daha böyük molekullarda vacib edir.

Məsələn, kollagen struktur zülaldır və bədənimizdəki bütün zülalların təxminən dörddə birini təşkil edir. Onlar müxtəlif hüceyrələrə güc verir, dərimizi dolğun saxlayır və qan damarlarının, bağların və vətərlərin quruluşunu təmin edir. Mikroskop altında onlar əlavə güc yaratmaq üçün birlikdə toxunan uzun liflərə bənzəyirlər.

Nəqliyyat zülalları canlıların funksiyası üçün vacibdir və çox az molekul zülalın köməyi olmadan membranlar arasında keçə bilir. Aktiv nəqliyyat molekulları aşağı konsentrasiyalı bölgələrdən daha yüksək konsentrasiyalı ərazilərə köçürür, bu, torpaqdan qida və mineralların udulması üçün bitki köklərində istifadə olunur.

Fermentlər qlobulyar zülallardır, yəni mürəkkəb dördüncü quruluşa malikdirlər, bioloji katalizator rolunu oynayırlar. Bu o deməkdir ki, fermentlər daha aşağı aktivləşmə enerjisində reaksiyaların daha asan baş verməsinə imkan verir, onların funksiyası reaksiyalarda molekulları parçalamaq və ya qurmaqdır.

Fermentlərin formasının onların funksiyalarına necə təsir etdiyinə dair iki nəzəriyyə var, bunlardan birincisi, hidrogen bağlarının substratı mükəmməl formalı aktiv sahəyə birləşdirərək ferment-substrat kompleksi meydana gətirdiyi kilid və açar üsuldur. Substrat məhsullara çevrilir və fermentdən ayrılır, sonra ferment növbəti substratı parçalamağa hazırdır. Bu üsul tənqid olunur, çünki məhsul heç bir səbəb olmadan aktiv sahəni tərk edir və substrat sərt aktiv sahəyə tam uyğun olmalıdır.

Başqa bir üsul induksiya edilmiş uyğunluq modelidir, bu üsulda substrat aktiv sahəyə induksiya edilmiş uyğunluqla bağlanır, yəni formalar mükəmməl uyğun gəlmir, lakin uyğunlaşmaq üçün formasını dəyişirlər. Nəhayət, məhsullar aktiv sayta əlavə olunduqdan sonra məhsullar buraxılır. Bu nəzəriyyə bir çox elm adamı tərəfindən dəstəklənir, çünki aktiv sahə çevikdir və ferment-substrat kompleksinə nail olmaq üçün formasını dəyişəcəkdir.

Məlumdur ki, zülal strukturları bilavasitə öz funksiyalarına təsir edir, çünki zülalın bir növü olan ferment istilik və ya pH-ın dəyişməsi nəticəsində denatürasiya edildikdə, formasını dəyişir və artıq öz xüsusi funksiyasını yerinə yetirə bilmir. Bütün zülalların forması onun ilkin quruluşu ilə müəyyən edilir, ilkin struktur dəyişdikdən sonra yeni funksiyaya malik olan tamamilə yeni bir protein əmələ gəlir.


Zülallar hüceyrə membranlarında reseptor rolunu oynayır

Zülallar bütün hüceyrə membranlarının və orqanoidlərin membranlarının vacib komponentləridir. Bu membran zülallarının funksiyalarından biri də onların reseptor kimi çıxış etməsidir. Hormonlar, neyrotransmitterlər və digər siqnal molekulları bu reseptorlara bağlanır və hüceyrələrə siqnal ötürür. Bu şəkildə, zülallar bədənimizdə mövcud olan bütün hüceyrələrin koordinasiyalı funksiyası üçün vacib olan hüceyrə siqnalında rol oynayır. Zülalların reseptor kimi rolunu anlamaq üçün aşağıdakı nümunəni götürün.

  • İnsulin qanımızdakı qlükoza səviyyəsini idarə edən bir hormondur. Zülal olan reseptoruna bağlanaraq öz funksiyasını yerinə yetirir. İnsulin, qlükoza kanallarının açılması üçün siqnallar göndərən reseptoruna bağlanır ki, qlükoza qandan qaraciyərə və əzələ hüceyrələrinə alına bilsin. Əgər insulin reseptorları yoxdursa, qanda qlükoza səviyyəsini tənzimləmək mümkün deyil.

Bədənimizdəki bu və digər müxtəlif nümunələr zülalların hüceyrə siqnalı və hüceyrə funksiyalarının koordinasiyası üçün nə üçün lazım olduğunu sübut edir.


Zülallar Bədənin İş Atları kimi

Zülallar hüceyrələrdə baş verən işlərin çoxunu yerinə yetirməkdən məsul olan böyük və kifayət qədər mürəkkəb molekullardır. Onlar həmçinin hüceyrələrin quruluşunu qorumaq üçün lazımdır və bədənin bütün toxumalarının funksiyası və tənzimlənməsi üçün vacibdir. Bədən DNT-də saxlanılan məlumatlardan amin turşuları adlanan alt hissələrdən ibarət olan zülallar yaratmaq üçün istifadə edir. Hüceyrələrdə kimyəvi reaksiyaları sürətləndirməyə kömək edən fermentlər xüsusi bir protein növüdür. Zülal da əzələ toxumasının saxlanmasında mühüm rol oynayır, çünki əzələ toxumasında böyük miqdarda protein var. Əzələlərin ölçüsünü və gücünü artırmaq üçün əzələ liflərini genişləndirmək üçün daha çox protein hazırlanmalıdır.


Giriş seçimləri

1 il ərzində jurnala tam giriş əldə edin

Bütün qiymətlər NET qiymətləridir.
ƏDV daha sonra ödəniş zamanı əlavə olunacaq.
Vergi hesablanması yoxlama zamanı yekunlaşacaq.

ReadCube-da vaxt məhdud və ya tam məqaləyə giriş əldə edin.

Bütün qiymətlər NET qiymətləridir.


Fermentlər necə işləyir & kimyəvi reaksiyaları sürətləndirir?

Fermentin öz funksiyasını yerinə yetirmə qabiliyyəti onun aktiv yerindən asılıdır. Aktiv sahə amin turşularının qalıqlarından elə formalaşır ki, o, müəyyən tərkib və formalı molekula bağlana bilsin. Bu fəaliyyət rejimi adlanır kilid və açar model.

  • Hal-hazırda, “ adlanan başqa bir model varinduksiya uyğunluğu modeli“. Bu fikrə görə, ferment düzgün molekulun yaxınlığına reaksiya verir (a substrat) və onun aktiv sahəsini formalaşdırır ki, substrat ona tam uyğun olsun.
  • Aktiv saytda bir və ya daha çox ola bilər “eniş nöqtələrimolekullar üçün ”. Beləliklə, ferment iki molekulu bir araya gətirə bilər ki, onlar bir-biri ilə reaksiya verə bilsinlər.

Bu molekullar sadəcə məhlulun içinə yerləşdirilsəydilər, daha yavaş reaksiya verərdilər. Bu bir neçə səbəbə görə baş verir:

  1. Hər şeydən əvvəl, hər reaksiya müəyyən miqdarda tələb edir enerji. Ferment reaksiyada iştirak edən molekullara bağlandıqda, tələb olunan enerji miqdarını da azaldır.
  2. Hər reaksiya zamanı potensial nəticə məhsulu adlanandan keçməlidir keçid vəziyyəti. Çox qeyri-sabitdir. Ancaq molekullar fermentə bağlandıqda, bu keçid məhsulu daha sabitdir ki, reaksiya daha sürətli gedə bilsin.
  3. Ferment həm də molekulun komponentləri arasındakı bağları zəiflədir ki, parçalana və ya ona yeni hissələr bağlana bilsin.

Reaksiya başa çatdıqda, məhsullar artıq fermentin aktiv yerinə uyğun gəlmir, buna görə də sərbəst buraxılırlar. Onun yerini başqa bir molekul tuta bilər və bütün proses yenidən başlaya bilər.

Fermentləri bloklaya bilən inhibitorlar “düzgün” molekullar, lakin onlar bu xüsusi zülalın spesifik fəaliyyəti (məsələn, kimyəvi qrupları bağlamaq qabiliyyəti) bloklanması üçün aktiv sahəyə bir az səhv şəkildə bağlanırlar.


Zülalların üç funksiyası nədir?

Zülallar orqanizmlərdə çoxlu funksiyaları yerinə yetirir.

İzahat:

metabolik reaksiyaların katalizləşdirilməsi, DNT replikasiyası, stimullara cavab verilməsi və molekulların bir yerdən digərinə daşınması.
1. Tikinti blokları
Proteinlər saçları, dırnaqları, əzələləri və s

hormonlar
Bir çox hormon təbiətdə zülaldır hormonlar orqanizmin böyüməsini və metabolik fəaliyyətlərini idarə edir.

katalitik fəaliyyətlər
Fermentlər qlobal zülallardır. Fermentlər biokimyəvi reaksiyaları sürətləndirir və həzmə kömək edir.

Oksigenin daşınması
Hemoqlobin adlı zülalın tərkibində müvəqqəti olaraq oksigenlə əlaqə saxlayan və onu bütün bədənə buraxan dəmir atomu var.

Qan laxtalanması
Fibrinogen yaraların sağalmasına kömək edən bir qlikoproteindir. Beləliklə, qan itkisinin qarşısını alır və mikrobların keçməsini maneə törədir

İmmunitet
Antikorlar patogenlərə bağlanan və onların fəaliyyətini maneə törədən zülallardır.

Əzələlərin daralması
Bəzi zülallar əzələlərin büzülməsi və hərəkətindən məsuldur.


Heyvan Hüceyrəsinin Hissələri Və Onların Funksiyaları

Heyvan hüceyrələrində hər biri hüceyrənin sağ qalmasında mühüm rol oynayan çoxlu sayda hissələr var.

Nüvə

Nüvə hüceyrənin idarəetmə mərkəzidir və hüceyrənin bütün genetik məlumatlarını özündə saxlayır. Adətən, bir hüceyrənin bütün DNT molekullarını ehtiva edən tək nüvəsi var, lakin bəzilərində (məsələn, skelet əzələ hüceyrələri) birdən çox nüvə var.

Nüvə hüceyrə bölünməsi, böyüməsi, zülal istehsalı və hüceyrə ölümü kimi bütün digər hüceyrə fəaliyyətlərini idarə edərkən hüceyrənin DNT-sini qoruyur.

Ribosomlar

Nüvədə yerləşən DNT molekulları hüceyrənin istehsal etdiyi bütün zülalların planlarını da ehtiva edir. Bu planlar bitki və heyvan hüceyrələrində zülal istehsalının yeri olan ribosomlar tərəfindən “oxunur” və şərh olunur. Ribosomlar, genetik koddakı təlimatlara uyğun olaraq amin turşusu ardıcıllığını birləşdirərək zülallar əmələ gətirirlər. Nəticədə meydana gələn polipeptid zəncirləri daha sonra digər hüceyrə orqanoidləri tərəfindən xüsusi ilkin, üçüncü və ya dördüncü 3D strukturlara qatlanır.

Mitoxondriya

Endoplazmik retikulum (ER)

Endoplazmatik retikulum hüceyrə daxilində membranlar şəbəkəsidir və onun əsas funksiyaları yeni materialları emal etmək və nəql etməkdir. İki növ endoplazmatik retikulum var - kobud ER və hamar ER.

Kobud ER ribosomlarla örtülmüşdür və ona kələ-kötür və ya “kobud” görünüş verir. Yeni sintez edilmiş zülalları bədəndə lazım olan yerə daşımazdan əvvəl qatlayır və etiketləyir. Hamar ER-də ona bağlı ribosomlar yoxdur və bunun əvəzinə hormon və lipid sintezində iştirak edir.

Qolci cihazı

Yeni sintez edilmiş maddələr ER-dən çıxdıqdan sonra Qolji aparatına göndərilir. Bu, maddələri xarici hüceyrə membranına qablaşdıran və paylayan, ya lipid ikiqatının bir hissəsinə çevrilən və ya hüceyrəni tərk edən bir sıra yastı, membrana bağlı kisələrdir.

Lizosomlar

Lizosomlar həzm fermentləri ilə dolu olan kiçik, sferik orqanoidlərdir. Onların əsas funksiyası köhnə hüceyrə hissələri və ya işğalçı bakteriya və viruslar kimi hüceyrə üçün lazımsız materialı parçalamaq və təkrar emal etməkdir. Lizosomlar apoptozda da mühüm rol oynayırlar (AKA proqramlaşdırılmış hüceyrə ölümü).

Sitoplazma

Sitoplazma hüceyrələrin daxili boşluğunu dolduran jele kimi bir maddədir. Əsasən sudan ibarətdir, həm də duzlar, fermentlər və digər üzvi molekulları ehtiva edir. Sitoplazma hüceyrənin orqanoidlərini əhatə edir və qoruyur və bir çox hüceyrə proseslərinin (zülal sintezi və qlikoliz kimi) baş verdiyi yerdir.

Hüceyrə membranı (AKA Plazma Membran)

Bütün hüceyrələr yarıkeçirici fosfolipid iki qatından ibarət hüceyrə membranı ilə əhatə olunmuşdur. Hüceyrə pərdəsi hüceyrəyə hansı maddələrin daxil olub-olmadığını idarə edir, həmçinin hüceyrənin içini xarici mühitdən ayırır.


Sənaye Biotexnologiyası və Əmtəə Məhsulları

3.48.1 Giriş

Fermentlər katalitik xüsusiyyətlərə malik olan, bütün canlı orqanizmlərdə baş verən və həyatı dəstəkləmək üçün zəruri olan biokimyəvi reaksiyaları sürətləndirən ixtisaslaşmış (qlobulyar) zülallardır. Fermentlər təzə və işlənmiş qidalarda da mövcuddur, baxmayaraq ki, onlar digər pəhriz zülallarında olduğu kimi tez-tez deaktiv edilirlər, fermentlər qəbul edildikdən sonra hidrolizlə parçalanır və nəticədə metabolizə olunur. Ənənəvi insan pəhrizlərində mövcud olan fermentlər müvafiq toksiklik formaları ilə əlaqələndirilməmişdir, ona görə də onlar mahiyyət etibarilə təhlükəsiz hesab olunurlar [1].

Hal-hazırda mövcud olan sənaye fermentlərinin böyük bir hissəsi qida sənayesində istifadə olunur, burada onlar geniş çeşiddə tətbiqlər tapmışlar [2] bu, xüsusən də karbohidrazlar, proteazlar və lipazları ehtiva edən böyük bir ailə olan hidrolazalara aiddir. , adətən qida əlavələri kimi istifadə olunur – bu, bazardakı bütün fermentlərin ən azı 75%-ni təşkil edir. Proteazlar, öz növbəsində, sənaye fermentləri bazarında üstünlük təşkil edir, bazar payı ~60% təşkil edir - əsasən onların yuyucu vasitələrdə tətbiqi sayəsində. Fermentlər sərt kimyəvi və ya fiziki şərtləri (məsələn, temperatur, təzyiq və ya kimyəvi maddələrin mövcudluğu) əhatə edən mərhələləri əvəz etmək üçün qida emalında uğurla istifadə edilmişdir, beləliklə, onlar daha təhlükəsiz və qidalı qida təchizatını təmin etməklə yanaşı, davamlı sənaye istehsalına töhfə verirlər..

Əksər fermentlər kommersiya miqyasında suya batırılmış mədəniyyətlər vasitəsilə istehsal edilmişdir və içki və çörək sənayesində, xüsusi süd məhsullarının istehsalında və nişastanın emalında müvafiq istifadəni tapmışdır - bir sıra qidaların qorunmasında antimikrobiyal agent kimi rolundan əlavə. Bununla belə, fermentlərin bərk vəziyyətdə fermentasiya üsulları vasitəsilə istehsalı üçün artan tendensiya var - yalnız ferment titrlərinin suya batırılmış kulturalardan daha yüksək ola biləcəyinə görə deyil, həm də kənd təsərrüfatı tullantılarının təkmilləşdirilməsi ilə bağlı əsas ictimai narahatlıqlara görə, beləliklə də xidmət edə bilər. ev sahibi mikroorqanizmlər üçün uyğun (və ucuz) substratlar kimi. Digər tərəfdən, bərk və maye fermentasiya biokütlənin əmələ gəlməsinə və fermentlərin biosintezinə müxtəlif rejimlərdə təsir göstərir, məsələn, bərk hallı substratlarda yetişdirilən qəliblər daha çox spor və meyvə cisimləri əmələ gətirir ki, bu da öz növbəsində orada ferment istehsalına fizioloji təsir göstərir.

Qida emalında istifadə üçün fermentlərin sənaye istehsalı 1874-cü ildə Danimarka alimi Kristian Hansenin pendir istehsalında südün laxtalanması üçün sonradan istifadə etmək üçün dana mədələrindən renni (həmçinin kimozin kimi tanınır) çıxardığı vaxta təsadüf edir. Ximozin hal-hazırda rekombinant dezoksiribonuklein turşusu (rDNT) üsulları vasitəsilə təqdim edilən iribuynuzlu prokimozin genini ehtiva edən bir neçə transformasiya edilmiş mikroorqanizmlər tərəfindən istehsal olunur. İrəli iribuynuzlu ximozin ifadə edilir Escherichia coli K-12, əslində, ABŞ-da Qida və Dərman İdarəsi (FDA) tərəfindən qidada istifadə üçün təsdiqlənmiş ilk rekombinant ferment oldu [1] . Dünya miqyasında fermentlərlə məşğul olan əsas sənaye birliyi, Ferment Məhsullarının İstehsalçıları və Formulyatorları Assosiasiyası (AMFEP) hazırda xüsusi olaraq qida sənayesində istifadə üçün istehsal edilmiş ~160 fermenti siyahıya alır ki, bunların da ən azı 36-sı geni dəyişdirilmiş mikroorqanizmlər (GMO) vasitəsilə istehsal olunur. Qeyd edək ki, mikrob mənşəli təmizlənmiş fermentlərin tətbiqi 20-ci əsrin birinci yarısının sonlarına təsadüf edən kifayət qədər yeni inkişafdır [2] .

Bioproses və biokatalizatorların inkişafı sahəsindəki təkmilləşdirmələr – xüsusən də gen mühəndisliyinin gəlişi ilə qida fermentlərinin əlçatanlığını xeyli artırdı və həmçinin onların xassələrinin qida matrislərinin və qida prosesinin fərqli tələblərinə (bəzən çox) uyğunlaşdırılmasına imkan verdi. Müəyyən bir fermentin amin turşusu ardıcıllığını kodlayan DNT ardıcıllığını ehtiva edən rekombinant ştammlar kimi ev sahibi mikroorqanizmlərin əsaslı seçilməsi ilə, çox vaxt arzuolunmaz fermentlər və ya digər mikrob metabolitləri olmadıqda sözügedən fermentlərin daha səmərəli sintezi mümkün olacaqdır. Bundan əlavə, əlavə DNT-nin xüsusi əsas cütlərinə yönəlmiş orijinal ferment amin turşusu ardıcıllığında məqsədyönlü dəyişikliklərin tətbiqi hesabına artan istilik dayanıqlılığı və digər orta komponentlərlə təkmilləşdirilmiş uyğunluğu olan fermentlərin mühəndisliyi də mümkün oldu.

Qida mühafizəsi üçün kommersiyalaşdırılan ferment preparatları adətən yalnız maraq doğuran fermentləri deyil, həm də bir neçə digər birləşmələri, yəni seyrelticiləri, konservantları və stabilizatorları ehtiva edir. Bu əlavə materiallar adətən qidalarda istifadə üçün əvvəllər təmizlənmiş və faydalı spesifik funksiyaları yerinə yetirən tanınmış maddələrdir. Ferment preparatlarında həmçinin istehsal orqanizmləri tərəfindən sintez edilən digər fermentlər və metabolitlər, həmçinin fermentasiya bulyonunda istifadə olunan xammalın qalıqları və maraq doğuran fermentin ayrılması və təmizlənməsində istifadə olunan həlledicilərin qalıqları ola bilər. Bütün bu materialların yaxşı istehsal təcrübələrinə (GMPs) uyğun təmizlikdə olması gözlənilir [1] .

Qida fermentlərinin qida emalına köməkçi vasitələr kimi və emal olunmuş qidaların formalaşdırılmasının bir hissəsi kimi tətbiqi portfelinin genişləndirilməsi ən inkişaf etmiş ölkələrin tənzimləyicilərinin diqqətini açıq şəkildə cəlb etmişdir. Beləliklə, yeni qida fermentləri ABŞ-da FDA və ya Avropada Avropa Qida Təhlükəsizliyi Təşkilatı (EFSA) tərəfindən əvvəlcədən bazar icazəsi tələb edir, bundan əlavə, bir sıra Avropa İttifaqına (Aİ) üzv dövlətlər qida fermentlərinə diqqət yetirən milli qanunvericiliyə malikdir və hamısı əsas son istehlakçılar üçün ferment preparatlarının təhlükəsizliyini təmin etmək məqsədi daşıyır, buna görə də onlar tez-tez təmizlik və fəaliyyət üçün spesifikasiyaları ehtiva edir və milli tənzimləyici şuralar tərəfindən tətbiq edilir. Müəyyən hallarda, qida dərəcəli fermentlərin istehsalı və işlənilməsi zamanı yarana biləcək peşə sağlamlığı problemləri də əsas qanunvericiliyin bir hissəsidir [1] .

Prinsipcə, yerli mikroorqanizmlərdən və ya GMO-lardan alınan qida dərəcəli fermentlərlə bağlı eyni təhlükəsizlik tədbirləri nəzərə alınmalıdır. Əsas məsələ istehsal orqanizminin təhlükəsizliyinin qiymətləndirilməsidir - xüsusən də onun patogen və ya toksiki potensiala malik olub-olmaması. Baxmayaraq ki, heç bir rəsmi məlum olan patogen və ya toksigen orqanizmlər qidalarla təmasda olmaq üçün nəzərdə tutulmuş fermentləri istehsal etmək üçün qəsdən istifadə edilməmişdir, lakin ənənəvi olaraq xüsusi fermentlərin mənbəyi kimi istifadə edilən bəzi göbələklərin fermentasiya şəraitində aşağı səviyyədə zəhərli ikincil metabolitlər əmələ gətirdiyi aşkar edilmişdir. İstənilən fermentlərin optimallaşdırılmış sintezi üçün istifadə olunur, buna görə də bu hallarda, xüsusilə aşağı axındakı təmizləmə mərhələləri ilə xüsusi diqqət yetirilməlidir [1] .

Bu fəsil ya emalda kömək etmək, ya da son məhsula daxil olmaq üçün ən yüksək əhəmiyyət kəsb edən qida dərəcəli fermentlərin icmalını təqdim edir. Beləliklə, istehsaldan təhlükəsizlik və qanunvericiliyə qədər bütün addımlar qidalarda istehsal, transformasiya və istifadəni əhatə edir.


Videoya baxın: Sidikdə zülal - Proteinuriya Dr. Zaur Əhmədov (Avqust 2022).