Оқулық Қазақстан Республикасы Білім жəне ғылым министрлігі бекіткен Алматы, 2011

100
Сонымен, ферменттер қатарына бөтен ақуыздарды ыдыратып, немесе реакцияны
басқа бағытқа аудара алатын катализаторлар кіреді. Бұл дегеніміз адам үшін өте
қажетті заттар түзілетін қажетті реакциялардың бастамасы. Табиғатта ферменттің
мыңдаған түрі бар.
Біздер жасушаларды органикалық заттарды өндірістік деңгейде синтездеуге
қолдана бастадық. Микроорганиздер ағзаға өте қажетті құрамында көміртекті
заттары бар көптеген қосылыстарды синтездей алады. Жануарлар мен өсімдіктермен
салыстырғанда, микроорганизмдер арқылы ферменттер алу өте тиімді келеді.
Микробтық жасушалары өсіп-даму, тыныс алу жəне өнім түзілуге жауапты түрлі
биохимиялық реакцияларға катализаторлық қызмет атқаратын 2 мыңнан астам
ферменттерді синтездейді. Осы ферменттер ішіндегі көптеген бөлігін бөліп алуға
болады жəне олар жасушадан тыс та өз белсенділіктерін таныта біледі. Ферментті
дəрмектерін алу мақсатында микроскопиялық саңырауқұлақтармен қатар,
бактериялар мен ашытқылар да пайдаланылады. Культуралдық сұйықтығындағы
ферменттер белсенділігі тез басылып қалатындықтан, өндірісте құрғақ техникалық
фермент дəрмектерін дайындау кеңінен қолданылады.
Дүние жүзі бойынша қажетті деп танылатын 20 фермент түрі (ғалымдардың
айтуынша табиғатта 2500-дей фермент бар) 65 мың тонна көлемінде өндіріледі.
Мысалы, өндірістік деңгейде көп өндірілетін ферменттер қатарына амилаза,
глюкоамилаза, протеаза, инвертаза, пектиназа, каталаза, стрептокиназа, целлюлаза
жəне басқаларын жатқызуға болады.
Қазіргі кезде мұнай өнімі салыстырмалы түрде арзан болғандықтан, біздер
қажетті органикалық қосылыстарды солардан аламыз. Болашақта биоөндіріс
адамзатқа қажетті органикалық заттарды өндірудің экономикалық тиімді жолдары
арқылы, мұнайдан химиялық жолмен алынатын өнімдермен бəсекелес бола алады.
Жасушаны, бейнелеп айтатын болсақ, құрастыру мен бұзу қабілеттіліктері
бойынша, жұмыс істеп тұрған қандай да бір фабрикаға теңестіруге болады. Жасуша
өндірісінің мақсаты – қоршаған ортасынан энергия алып, оны өзінің тіршілігі мен
көбеюіне пайдалану. Бұл үдерістердің күрделілігі, терең қалыптасқаны мен бір
бірімен тығыз байланыстылығы соншалық, қазіргі уақытта жасушаның толықтай
анықтамасын беру мүмкін емес болып тұр.
Біздер жасушаның қалайша көптеген табиғи қосылыстарды ешқандай
қосымша зиян келтірмей, тез жасайтынын білгіміз келеді. Бұның негізгі көзі
жасушалақ ферменттерде жасырынған.
Биореагенттер
деп – жасуша ішінде, немесе сыртында өтетін əртүрлі
үдерістерге химиялық реагенттер ретінде пайдаланылатын, тірі жасушалардың өнімі
болып табылатын химиялық қосылыстар айтылады. Қазіргі кезде биореагенттер
жеңіл жəне тамақ өнеркəсіптерінде, фармакологияда кеңінен пайдаланылады.
Кейбір жасушалық ферменттер химия өнеркəсібінде пайдаланылады жəне
мыңдаған түрлі өнімдер шығаруға қатысады. Биореагенттердің қатысуы арқылы
жүретін көптеген реакциялар ішінен, фармакология өндірісіндегі шығу тегі
өсімдіктік болып келетін табиғи стероидтарын, жəне басқа да стероидты
гармондарының қалдықтарын контрацептифтерге биотрансформациялау үдерісін
айтуға болады. Қарапайым антибиотиктердің көптеген бөлігі, жасушалық
ферменттердің қатысуымен жасалады. Тамақ өнеркəсібіндегі ферменттік катализ

101
арқылы алынатын өнім қатарында, құрамы фруктозаға өте бай келетін астық
сиропын айтуға болады. Голландиялық
Holland Sweetener
компаниясының өнімі
болып табылатын, төмен калориялы аспартам атты дəмдегіші, термолизин атты
протеолетикалық ферменттің қатысуымен алынады. Ферментті өндірістік масштабта
қолдану арқылы шығарылатын өнімдер қатарында фенолдық смола, акриламид,
табиғи энзимдер жəне басқа да көптеген инсектицидтерді айтуға болады.
Ферменттер ерте кезден бастап адамның тұрмыс-тіршілігінде кеңінен
қолданылып келеді. Мысалы: Қытайда, Кореяда жəне Жапонияда бірнеше мыңдаған
жылдардан бері крахмалды өнімдерді қанттау үшін жəне спирт алу мақсатында
саңырауқұлақ дақылдарын қолданып келеді. Қазіргі кезде микробиологиялық синтез
арқылы гидролаза класына жататын ферментін алады, олар гликозидті, пептидті
жəне эфирлі байланысады. Судың қатысуымен ыдыратушы реакцияларды
катализдеу келесі реакция бойынша жүргізіледі:
ХУ + НОН → ХН + УОН
Микробиологиялық гидролаза ферментінің көбісі, жасуша сыртына бөлінетін
экзоферменттерге жататынына байланысты, мұндай ферменттерді алу жеңіл жəне
арзан болып келеді.
Биологиялық обьектілерде ферменттер көбінесе əртүрлі жасушалық
құрылымдарының беткі қабатында, көбінесе мембраналарында бекітіліп тұрады.
Сол себепті ферменттер өз белсенділіктерін көптеген уақыт бойынша сақтай алады.
Өндіріс технологиясында көп уақыт бойына бос фермент дəрмектері пайдаланылып
келінді жəне олардың қолданылу мерзімі өте қысқа – бір өндірістік цикл ғана
болатын. Сондықтан қолданылатын ферменттердің тұрақтылығын арттыру
мақсатында иммобилизациялау техникасы, яғни суда ерімейтін, атап айтқанда –
органикалық полимерлер, шынылар, минералды тұздар, силикат сияқты заттардың
бетіне бекіту əдісі қолданыла бастады. Мұндай иммобилизацияланған ферменттерді
биохимиялық реакторларының үздіксіз циклында ұзақ пайдалануға мүмкіндік
туылды.
Иммобилизация арқылы бекітілген ферментті дəрмектерін алу мүмкіндігіне,
олардың құрылымдарын мұқият зерттегеннен кейін қол жеткізілді. Соның
арқасында бірталай ферменттердің амин қышқылдық құрылымы, олардың орналасу
конфигурациясы, белсенді орталықтары, каталикалық қызмет атқарудағы əртүрлі
функцияналды топтарының маңызы сияқты көптеген ерекшеліктерін анықтау
мүмкін болды.
Иммобилизацияланған ферменттердің қолданылу мысалы ретінде –
глюкозаны фруктозаға изомеризациялау, ақуыз гидролизі, стероидтар, гармондар
трансформациясы жəне т.б. келтіруге болады. Иммобилизацияланған ферменттерді
қолданудың жаңа аясы ретінде – күмістелмеген фотоматериалдарының пайда
болуын да айтуға болады. Жоғары сезімділік пен абсолютті спецификалық қасиетке
ие биолюминесцентті жəне иммуноферментті сараптау əдісінің негізінде де,
ферменттер əрекеті жатыр.
Қазіргі кезде иммобилизациялау əдісі арқылы жасалатын, «контейнер» деген
атпен белгілі дəрмектерді пайдалану медицинада жаңа бағыт ретінде танылады. Бұл

102
дəрмектер сырт жағы қатқылданып келетін, белгілі дəрежеде өткізгіштік қабілеті
бар, микросфералар болып табылады. Бұлардың қолданылу ауқымдары өте кең.
Осындай жолмен жасалынған «жасанды жасушалар» ретінде микрокапсулаларды
айтса болады. Мұндай капсулалардың ішінде орналасқан ферменттер ағзадаға
сұйықтықтар мен ұлпалармен тікелей əрекетке түспейді жəне протеиназалармен
ыдыратылмайды, сондықтан иммундық жауап реакциясын да қоздырмайды.
Бұлардың негізгі артықшылықтары ретінде оларды қажетті жерге, мысалы ісіктің
қасына апарып орнату мүмкіндігін айтуға болады. Ішінде қажетті заттары бар ісік
жанына егілген микрокапсула, ісік ұлпаларының өсуіне қажетті метаболиттерді
пайдаланады, сөйтіп оларды қорек көзінен ажыратуы арқылы өсуіне кедергі
келтіреді.
Капсулалар құрамында ұлпалардың микроскопиялық бөліктері болуы мүмкін.
Мысалы, көкбауырдағы инсулин синтездейтін Лангерганс аралшықтарын
микрокапсулаға орнатып, ағзаға имплантация жасау арқылы, тұрақты түрде инсулин
бөліп тұратын «депо» жасау жөнінде тəжірибелік жұмыстар өз жалғасын табуда.
Осының арқасында сусамырмен науқас адамдар күнделікті инсулин гормонын егу
қажеттілігінен құтылар еді. Микрокапсуланың ішіне магнитті заттардың бөлшектері
ендірілуі мүмкін. Сөйтіп, ағзаға ендірілген микрокапсуланың сырт жағынан (ағзадан
тыс) магнит өрісін жақындату арқылы, оны қажет болған нысаналы жерде ұстап
тұру мүмкіндігі туылады.
Кейбір жағдайларда капсулалардың қажетті ортада еріп, қажетсіз ортада
қапшығын сол күйінде сақтай алуы үшін, құрамына жоғары молекулалы заттар
ендіріледі. Мысалы, асқазан сөлінде бұзылмай тек қана тоқ ішекте ыдырай
бастайтын ацетилфталилцеллюлоза дəрмегінің микрокапсуласы осындай қабілетке
ие. Қазіргі кезде қапшық құрамы эритроцит қабықтарынан тұратын
микрокапсулаларды пайдалану жолдары зерттелуде. Мұндай жағдайда эритроциттер
ішіндегі заттардан босатылып, босаған жерлері ферменттермен толтырылады.

жүктеу/скачать 4,18 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: