Ферменты

Ферменты являются наиболее эффективными катализаторами многих химических реакций.

Каталическая активность ферментов на многие порядки выше чем у неорганических соединений. Ферменты обладают свойствами, которые и обуславливают их широкое применение в растениеводстве и садоводстве.

Роль ферментов

Роль ферментов такая же, как и роль неорганических катализаторов, используемых в химии. Неорганический катализатор ускоряет многие химические реакции, действие же фермента специфично, т. е. он может изменить скорость только какой-то одной реакции. В связи с тем, что в растении все время происходит большое количество разнообразных реакций, а ферменты обладают специфичностью, в клетках растений имеется до 800 разных ферментов.

Типы ферментов

По химической природе ферменты разделяются на однокомпонентные и двухкомпонентные.

  • Однокомпонентные ферменты представляют собой простой белок, обладающий каталитическими функциями: например, гидролитические ферменты, которые производят разложение сложных соединений с участием воды (уреаза, пепсин и др.). Многие из этих ферментов выделены в кристаллическом виде.
  • Двухкомпонентные ферменты состоят из простетической группы и белка. Некоторые ферменты имеют одинаковую простетическую группу, но разные белки. Если у каталазы отделить простетическую группу от белка и перенести ее на белок пероксидазы, то получается фермент пероксидаза. Следовательно, специфичность фермента зависит от его белковой части.

Влияние факторов внешней среды на активность ферментов. На активность фермента большое влияние оказывает температура. Различают минимум температуры, при котором реакция начинает идти с заметной скоростью, оптимум, при котором она протекает быстрее всего, и максимум, выше которого реакция не идет. Отношение ферментативной реакции к температуре зависит от белковой природы ферментов. Фермент разрушается полностью при температуре 100. Влияние температуры на работу фермента зависит от продолжительности ее действия. При температурах более высоких, чем оптимальные, происходит, с одной стороны, ускорение реакции, с другой — чрезвычайно быстрая денатурация (свертывание) белка, входящего в состав фермента. Важным фактором, влияющим на активность ферментов, является реакция среды — ее рН. Каждый фермент проявляет свое действие в довольно узкой зоне рН, называемой оптимальной. У разных ферментов оптимальная рН различна.

Классификация ферментов

В настоящее время принята единая международная классификация ферментов, основанная на химической реакции, катализируемой данным ферментов. Классификация ферментов. Все ферменты растений разделены на группы по типу катализируемой реакции, которая в сочетании с названием субстрата является основой для названия фермента.

Все ферменты делят на 6 типов:

  1. оксидоредуктазы,
  2. трансферазы,
  3. гидролазы,
  4. лиазы,
  5. изомеразы,
  6. лигазы или синтетазы.

Классы ферментов делят на подклассы, подподклассы и отдельные ферменты. Оксидоредуктазы — окислительно-восстановительные ферменты — играют большую роль в процессе дыхания растений. Вещество может окисляться, присоединяя кислород или отдавая водород. Отщепление водорода от субстрата осуществляется дегидрогеназами. Различают аэробные, которые переносят водород от окисляемого вещества непосредственно на кислород воздуха, и анаэробные дегидрогеназы, передающие отнятый водород другим акцепторам. Анаэробные дегидрогеназы состоят из белка и активной группы, или кофермента.

Трансферазы могут переносить отдельные радикалы, части молекул и целые молекулы от одних соединений на другие, что очень ускоряет течение биохимических реакций. Сначала фермент отщепляет атомную группировку и образует с ней соединения, затем катализирует присоединение этой группировки к другому веществу, а сам освобождается.

В зависимости от атомных группировок ферменты этого класса делят на несколько групп. Так, ферменты, переносящие аминогруппы, называют аминотрансферазами, ферменты, переносящие остатки фосфорной кислоты, — фосфотрансферазами, или киназами, и др.

Гидролазы катализируют гидролиз, а иногда и синтез сложных соединений с участием воды. Гидролазы делят на несколько подгрупп:

  • пептидазы — расщепляют пептидные связи,
  • эстеразы— катализируют расщепление и синтез сложных эфиров,
  • липазы — расщепляют жиры,
  • фосфатазы — гидролизируют эфиры фосфорной кислоты, (подробнее: Фосфор незаменимый элемент питания растений) и др.

Лиазы катализируют отщепление от субстрата каких-либо групп без участия воды и фосфорной кислоты, в результате чего образуются двойные связи. Деление лиаз на подклассы основано на том, каков тип подвергающейся разрыву связи между отщепляемой группой и остатком молекулы. Например, углерод — углерод — лиазы катализируют отщепление или присоединение углекислоты от органических соединений и называются карбоксилазами, или декарбоксилазами. Углерод — кислород — лиазы катализируют отщепление воды — гидролиазы.

Изомеразы  — ферменты, катализирующие превращение органических соединений в изомеры, происходящее вследствие внутримолекулярного перемещения атомов, радикалов, остатков фосфорной кислоты. Эти ферменты растений играют большую роль в обмене веществ. Лигазы ускоряют синтез сложных органических соединений из более простых.

 

Читайте также:

Биогумус

Путём добавления удобрений мы пытается немного «обмануть» природу. Когда мы добавляем концентрированные питательные вещества в растворимой форме, стараемся сделать почву более плодородной или получить более высокий урожай. Сложность состоит в том, что не так то просто создать правильный питательный раствор.

Добавки

Питательные вещества, удобрения, стимуляторы роста – всё это необходимо для успешного развития и процветания ваших культур. Однако, помимо самых необходимых питательных элементов растению требуются добавки к питанию, которые так же являются неотъемлемой часть выращивания.

Карбамид (мочевина)

Мочевина, также известная как карбамид, представляет собой органическое соединение.  Играет важную роль в метаболизме азотсодержащих соединений у животных и является основным азотсодержащим веществом в моче млекопитающих. Это бесцветное твердое вещество без запаха, сильно растворимое в воде и практически нетоксичное.

Минеральные удобрения

Минеральные удобрения – это неорганические соединения, содержащие необходимые для растений элементы питания. Минеральные удобрения позволяют компенсировать питательные вещества, которые вымываются из почвы, и в значительной степени составляют цикл питательных веществ в огороде или в вашем домашнем саду. Они предотвращают недостаток питательных веществ у ваших растений и, как способствуют здоровому развитию и отличному урожаю.

Нитраты

Вот уже несколько десятилетий понятие нитраты пугает как производителей, так и потребителей фруктов и овощей. Давайте разберемся, что это за соединения и так ли они страшны. Нитраты – это соли азотной кислоты. Они были, есть и будут находиться в почвах, а также в растительной продукции независимо от действий садоводоы, фермеров, крупных производителей. Растения поглощают нитраты и преобразуют их в аминокислоты – именно те строительные кирпичики, из которых выстраиваются белки.