Химический состав клетки. Гормоны. Витамины. Ферменты.

Гормоны

Это биологическое активные вещества, вырабатываемые в организме специализированными клетками, тканями или органами и оказывающее целенаправленное воздействие на деятельность других органов и тканей.

Функция: регуляторная, играют ведущую роль в гуморальной регуляции.

Свойства: транспортируются током крови, действуют только на определенные клетки и после действия разрушаются.

По химической природе гормоны могут быть белками и липидами. Различают животные и растительные гормоны. Например, растительные гормоны влияют на тургор в клетках, на рост и развитие органов, на созревание плодов.

Витамины

Это сложные органические вещества, содержащиеся в продуктах питания в очень малых количествах.

Витамины открыты русским ученым Н. И. Луниным в 1880 году. Они не служат источником энергии, но абсолютно необходимы для нормальной жизнедеятельности организма. Витамины влияют на обмен веществ, являясь важными частями различных ферментов, которые ускоряют обменные процессы. Витаминов принято обозначать буквами латинского алфавита.

Различают витамины жирорастворимые (А, D, E, K) и водорастворимые (С, группы В).

В настоящее время известно около 50 витаминов. Интересно, что вещество, являющееся витамином для одного организма, для других видов витамином не является. Например, витамин С необходим человеку, всем приматам, а большинство других млекопитающих его могут синтезировать. Содержатся витамины в растительной и животной пище. Как нехватка, так и избыток витаминов приводят к различным нарушениям обмена веществ (авитаминозам или гипервитаминозам). Особенно опасны гипервитаминозы жирорастворимых витаминов, так как они не выводятся, а накапливаются в организме и становятся токсичными.

Ферменты

Это белки, ускоряющие процессы в клетке (биологические катализаторы).

В настоящее время изучено более тысячи ферментов. Каталитическая активность фермента определяется не всей его молекулой, а только определенной его частью - активным центром. С ним и связывается субстрат - вещество, на которое действует фермент.

Характеристики ферментов:

по природе являются белками
ускоряют прямую и обратную реакции
не расходуются в процессе реакции
ускоряют реакции в миллионы и миллиарды раз
реакция происходит в активном центре фермента, геометрическая форма которого подходит к субстрату, как «ключ к замку»
в состав активного центра часто входит небелковый компонент (ионы металлов (кофакторы) и витамины (коферменты), которые облегчают проведение реакции);
форма фермента постоянна, а форма субстрата меняется в процессе реакции;
обладают специфичностью, т.е. осуществляют одну реакцию с одним субстратом (например, фермент, расщепляющий жиры, не может расщеплять белки)
обладают узким диапазоном температур (денатурируют и теряют активность при повышении температуры).

Действие фермента: в ходе реакции фермент связывает субстрат, изменяет его конфигурацию, образуя ряд промежуточных молекул, дающих в конечном итоге продукты реакции.

Активность ферментов зависит от:

температуры (наиболее активны при температуре 36-38ºС),
реакции среды;
концентрации веществ;
наличия или отсутствия каких-либо веществ (например, витаминов, служащих коферментами, фермент пепсин в составе желудочного сока активен при присутствии соляной кислоты).

Действие высоких температур, сильных щелочей и кислот, ядов, радиации приводит к необратимой денатурации ферментов, разрушению из пептидных связей, что нарушает обменные процессы и приводит к гибели клеток. Существуют и специальные вещества, способные снижать активность ферментов - ингибиторы. Они связываются с активными центрами ферментов и блокируют их активность. В роли ингибиторов могут выступать ионы тяжелых металлов: свинца (Pb), мышьяка (As) и серебра (Ag).