Reja: Fermentlar haqidagi ta’limot va uning rivojlanish tarixi

Turli xil fermentlar optimal faolligining pH qiymati quyidagi darajada ekanligi aniqlangan:

1	pepsin 1,5-2,5	5	arginaza 9,6-9,8	9	ximozin 6,0-6,4
2	tripsin 7,0-7,7	6	katalaza 7,0	10	ureaza 7,2-7,9
3	saxaroza 6,0-6,2	7	amilaza 6,7-7,2	11	peroksidaza 4,5
4	lipaza 6,0	8	maltaza 6,1	12	ishq. fosfataza 9,5

Fermentlarning faolligiga muhitdagi kimyoviy birikmalarning ta’siri

Shu kimyoviy birikmalarning ba’zilari fermentlar­ning faolligiga salbiy ta’sir etib, ularning faoliyatini susaytiradi. Bunday kimyoviy birikmalarni paralizatorlar (ingibatorlar) deb aytiladi. Muhitdagi boshqa bir xil kimyoviy birikmalar esa fermentlarga ijobiy ta’sir etib, ularning faolligini oshiradi. Bunday kimyoviy birikmalarni aktivatorlar deb ataladi.

Fermentlarning paralizatorlari jumlasiga har xil ogʻir metall ionlarini (simob, oltin, kumush, qoʻrgʻoshin, mis, rux) koʻrsatish mumkin. Bular fermentlar bilan tuzsimon birikmalar hosil qilish natijasida, ularning faolligiga salbiy ta’sir koʻrsatadi. Masalan, simob tuzlari sulfigidril guruhlar bilan tezda birikish xususiyatiga ega, Shuning uchun ham ular H-guruhini tuzuvchi fermentlarning faolligiga susaytiruvchi ta’sir koʻrsatadi. Sianidlar (sinil kislota tuzlari) nafas olish jarayonini stimullaydigan fermentlarning faoliyatini susaytiradi. Yod, monoyod, monobrom, sirka kislotalari esa sut kislotali achish jarayonida ishtirok etadigan fermentlarning faolligini susaytiradi.

Tirik organizmda bir necha fermentlarning ta’sirini toʻxtatib turadigan yoki kechiktiradigan moddalar bor ekanligi ham aniqlangan. Bunday moddalarni anti-fermentlar deb ataladi. Oqsil moddalarga ta’sir etadigan, me’da Shirasi tarkibida uchraydigan pepsin, tripsin kabi fermentlar me’da-ichak devorlariga ta’sir etmaydi. Me’da-ichak devorlari antifermentlar (antipepsin) ishlab chiqarib turadi. Ichakdagi ayrim parazitlarning hazm qilish Shiralari tarkibidagi fermentlar tomonidan parchalanib, hazm boʻlib ketmasligining sababi ham antipepsin, antiximozin va antitripsin kabi antifermentlarning ishlab chiqilishidan dalolat beradi.

Fermentativ reaksiyalarning hosil qilgan oxirgi mahsulotlari ham Shu fermentlarning faolligiga salbiy ta’sir koʻrsatib, hattoki reaksiyalarni toʻxtatib qoʻyadi. Oxirgi hosil boʻlgan mahsulot ajratib olingandan keyin esa, fermentativ reaksiya qayta tiklanadi. Masa­lan, saxaroza fermenti ishtirokida saxarozaning parchalanishi natijasida hosil boʻladigan mahsulotlar (ya’ni glyukoza va fruktozadan) ayniqsa fruktoza, saxaraza fermentining faolligini susaytiradi.

Organizmda ovqat hazm qilish bezlari tomonidan ishlab chiqiladigan koʻpchilik fermentlar passiv holatda ekanligini birinchi boʻlib rus olimi I.P.Pavlov (1908) oʻzining ilmiy izlanishlarida asoslab bergan. Bunday fermentlarni profermentlar deb yuritiladi. Bunday fermentlar organizmdagi ayrim kimyoviy bi­rikmalar, ya’ni aktivatorlar ta’sirida faol holatga oʻtadi. Masalan, me’da osti bezi profermenti tripsinogen (passiv) holatda sintezlanib, u ichak Shirasi tarkibida uchraydigan enterokinaza fermenti ta’sirida faol tripsinga aylanadi.

Bu jarayon tripsinogen molekulasida bir nechta aminokislota qoldigʻidan iborat boʻlgan bir boʻlak zanjirning uzilib chiqishi natijasida amalga oshishi aniqlangan. Shu boʻlakning ajralishi passiv ferment molekulasida “faol markaz” hosil boʻlishini ta’minlaydi. Tripsin esa oʻz navbatida passiv holatdagi ximotripsinogenni faol tripsinga aylantiradi. Soʻlak tarkibida boʻlib, kraxmalni qandga aylantiradigan amilaza fermentining faolligi natriy xlorid tuzining ta’sirida kuchayadi. Xlorid kislota esa pepsin (me’da Shirasi fermenti) ning ta’sirini faollashtiradi. Lipa­za (yogʻlarni parchalovchi ferment) oʻt suyuqligi tarkibiga kiradigan oʻt kislotalarining ta’siri bilan faollashadi

4. Oʻtgan asrning oxirlariga kelib fermentlarga ancha real nom berish qabul qilingan. Bunda fermentning nomi oʻzi ta’sir etadigan modda nomiga yoki ferment kata­lizlaydigan kimyoviy jarayonning nomiga “aza” qoʻshimchasi qoʻshish yoʻli bilan hosil qilinadi. Masalan, kraxmalni (amylium) amilaza, mochevinani (urea) ureaza, oqsillarni (proteinum) proteinaza va h.k. deb oʻqiladi. Har xil oksidlanish jarayonlarini katalizlaydigan fermentlar-oksidazalar deb, gidrolizning har xil turlarini yuzaga chiqaradigan fermentlar guruhi -gidrolazalar deb ataladi.

Hozirgi vaqtda aniqlanib roʻyxatga kiritilgan fermentlarning soni 2142 ga yetgan boʻlib, har bir ferment uchun Shifr, sistematik nom, ish jarayonida qoʻllaniladigan nomi, spetsifikligi va qanday reaksiyalarni katalizlashi haqida aniq ma’lumotlar berilgan. Bularning amalga oshirilishida 1961 yilda Moskva Shahrida oʻtkazilgan V Xalqaro bioximiklar syezdi katta ahamiyatga ega boʻldi. Shu syezdda fermentlarni nomlash va ularni zamonaviy tasniflash uchun maxsus komissiya tashkil qilingan edi

Shu komissiya fermentlarni katalizlaydigan kimyoviy reaksiyalarning tipi va subs­trat (modda) ning nomi e’tiborga olingan holda kuyidagi 6 ta asosiy sinfga boʻlib oʻrganishni tavsiya etdi.

1. Oksidoreduktazalar. Bu sinfga kiruvchi fermentlar aktivlanish va qaytarilish reaksiyalarini katalizlaydigan fermentlar boʻlib, tirik organizmning barcha toʻqimalari tarkibiga kiradi. Bular bir modda molekulasidan ikkinchi moddaga vodorod yoki elektronlar oʻtkazish vazifasini bajaradi. Bular oʻz navbatida degidrogenaza va oksidazalarga boʻlib oʻrganiladi.

Degidrogenaza fermentlari aerob va anaerob boʻladi. Vodorodni yoki elektronlarni kislorodli muhitda bir organik moddadan ikkinchisiga olib oʻtishni ta’minlaydigan fermentlar aerob degidrogenazalar deb qaraladi.

R + O₂ → R + H₂O₂

Hozirgi vaqtda 200 dan ortiq degidrogenaza fermentlari ma’lum. Bulardan keng tarqalgani nikotinamidadenindinukleotid (NAD⁺ )dir.

Oksidaza fermentlari substrat vodorodini vodorod pekrosiga oʻtkazishni katalizlgydi (peroksidaza) yoki vodorod peroksidni suv hamda molekulyar kislorodga parchalaydi (katalaza).

2. Transferazalar. Bu sinfga kiruvchi fermentlar asosan molekulalararo turli xil atomlarni, atomlar guruhini, radikallar yoki funksional guruhini koʻchirish,

tashish vazifasini oʻtaydi. Bularga aminotransferazalar (-NH₂ amin guruhini tashuvchi), fosfotransferaza (-PO₃H₂ fosfor kislota qoldigʻini tashuvchi), metiltransferaza (-CH₃ metil guruhini tashuvchi) kabilarni koʻrsatish mumkin.

A_X + B → A + B_X

3. Gidrolazalar. Bu sinfga suv molekulasi ishtirokida turli xil organik birikmalar molekulalarini parchalash jarayonini katalizlaydigan, ya’ni murakkab tuzilishga ega boʻlgan moddalarni oddiy moddalarga qadar parchalaydigan fermentlar kiradi. Gidrolazalar fermentlarning juda keng tarqalgan guruhini tashkil etib, ularga esterazalar (murakkab efirlarni parchalovchi), glikozidazalar (uglevodlarni parchalovchi maltaza, amilaza, nukleozidaza), fosfatazalar (fosforli efirlarni parchalovchi) va peptidgidrolazalar (oqsil va polipeptidlarni parchalovchi pepsin, tripsin, aminopeptidaza, karboksipeptidaza, dipeptidaza va bosh.) kiritiladi.

4. Liazalar. Bu sinfga kiruvchi fermentlar substratdan gidrolitik usulsiz ikkitalik bogʻlar hosil qilish hisobiga ayrim atomlar guruhini ajratib chiqarish yoki aksincha ikkitalik bogʻlar hisobiga atomlar guruhini qabul qilish jarayonlarini katalizlaydilar. Masalan, dekarboksilaza fermentlari dekarboksillanishni) ya’ni substratdan CO₂ ni ajratishni katalizlaydi. Piruvatdekarboksilaza pirouzum kislotasining parchalanishini tezlashtiradi.

Bularga aldolaza (aldegid funksional guruh hosil qilib substratni parchalovchi), fumarat gidrotaza (olma kislotasidan suv molekulasini ajratib, fumar kislota hosil qilishni katalizlaydi), yenolaza (karbonil guruhini katalizlaydi) kabilarni ham koʻrsatish mumkin.

5. Izomerazalar. Bu sinfga kiruvchi fermentlar substrat molekulasi ichidagi izomerizasiyani, ya’ni atom­lar guruhini molekulaning bir qismidan ikkinchi qismiga koʻchirish jarayonlarini katalizlaydi. Bunday fermentlar mutazalar ham deb yuritiladi. Masalan, fosfoglyukomutaza fermenti glyukoza-1 fosfatni glyuko­za-6 fosfatga aylantiradi. Mutaza va izomeraza fermentlari ishtirokida molekulalar ichida fosfor kislota qoldigʻini koʻchirish bilan oʻtadigan kimyoviy jarayonlar uglevodlarning almashinuvida juda katta ahamiyatga egadir.

6. Ligazalar. Bu sinfga kiruvchi fermentlar sintetazalar ham deb yuritilib, ular tirik organizmlarda oʻtadigan barcha (di- va polisaxaridlar, yogʻlar, oqsil kabilarni) sintezlanish jarayonlarida ishtirok etadi. ATF va boshqa nukleozidtrifosfat kislotalarning energiyasi hisobiga biosintez reaksiyalarini katalizlay­di.
Nazorat uchun savollar:

1. 
   Fermentlar deb qanday moddalarga aytiladi?
   
2. 
   Fermantlarning hayvonlar organizmidagi ahamiyati nimada?
   
3. 
   Fermentlarning kimyoviy tabiati haqida nimalarni bilasiz?
   
4. 
   Fermentlarning faolligiga nimalar ta’sir qiladi?
   
5. 
   Fermentlarning faollashtiruvchilari va paralizatorlari deb qanday moddalarga aytiladi?
   

Foydalanilgan adabiyotlar:

1. 
   O. O. Obidov, A. A. Jurayeva, G. Yu. Malikova. “Biologik kimyo” Darslik. «Extremum Press» nashriyoti. Toshkent. 2011 yil.
   
2. 
   Narkulov J., Xushvaqtov A. “Biologik kimyo”. Darslik. «Yangi asr avlodi» nashriyoti. Termez. 2018 yil.
   
3. 
   David Van Vranken and Gregory Weiss. Introduction to Bioorganic Chemistry and Chemical Biology. Garland Science. USA. 2013.
   
4. 
   F.James Holler, Stanley R. Fundamentals of Analytical chemistry 9E. Crouch. Belmont. USA. 2013.
   
5. 
   Д. Нельсон, М. Кокс. “Основы биохимии ленинджера.” Учебник. Москва. БИНОМ. 2011 год.
   
6. 
   Zdenek Svagera., Radka Sigutova. “Clinical biochemistry.” Praga. 2016 y.
   
7. 
   Конопатов Ю.В., Васильева С.В. Биохимия животных. Учебник. Издательство "Лань" 2015.