Пользовательский поиск

Химическая энзимология

Последние десятилетия характеризуются динамичной интеграцией химии и биологии. Химия как наука о строении и свойствах молекул создала фундаментальный базис развития биохимии и молекулярной биологии. В то же время химическая наука активно исследует и применяет принципы молекулярной организации процессов, характерных для систем, которые мы определяем как «живые». Химия и химическая технология непосредственно используют биологические материалы и катализаторы для создания полезных молекул, многообразие которых постоянно увеличивается.

Продолжение ниже

Мудрее всего — время, ибо оно раскрывает все

... биокатализаторов интересна и поучительна. Практически все великие химики XIX столетия внесли свой вклад в создание фундамента химической энзимологии, их привлекал феномен биологического катализа. Работая в различных областях химии (общая и неорганическая химия, органическая ...

Читать дальше...

всё на эту тему


Многие проблемы фундаментальной и прикладной химии инициировались интересом к превращениям углеводородов и родственных молекул. Это обусловлено тем, что углеводороды нефти были самыми доступными и ресурсоемкими соединениями углерода. В настоящее время ситуация существенно изменилась. Тезис «углерод из биомассы вместо углерода из нефти» стал девизом многих крупнейших химических компаний. Новые материалы, новые виды топлив и систем преобразования энергии, продукты фармацевтической химии и препараты для медицины и сельского хозяйства, высококачественные удобрения создаются с использованием методов биомолекулярной химии.

Принципиальной является полная совместимость получаемых продуктов и используемых технологических процессов с окружающей средой. Химическая индустрия воспринимается обществом как главный фактор загрязнения среды обитания человека. Переход к биомолекулярной химической технологии представляется естественным и логичным и решает на новом уровне проблему взаимоотношения химии и окружающей среды.

Химические процессы с участием биомолекул — традиционная сфера интересов фундаментальной химической науки. В настоящее время классические химические журналы до половины своего объема посвящают проблемам современной биомолекулярной химии.

Ключевое место в развитии современной биомолекулярной химии и технологии занимают ферменты. Для реализации различного рода процессов с участием биомолекул необходимы соответствующие инструменты. В природе такого рода высокоточными и селективными агентами являются ферменты — белковые катализаторы.

Интенсивное развитие исследований в области катализа ферментами в последние десятилетия привело к тому, что ферменты стали хорошо изученными и широко применяемыми катализаторами.

Ферменты, безусловно, самые распространенные, доступные и самые активные катализаторы. Весь окружающий нас биологический мир насыщен ферментами. Развитие биотехнологии и генетической инженерии сделало возможным получение и производство ферментов с новыми свойствами в неограниченных количествах.

Как же «работают» ферменты? Координированные усилия ученых по изучению структуры белков, их активных центров, исследование кинетики реакций с участием ферментов привели к тому, что молекулярная картина действия многих ферментов стала понятной.

Изучение механизма действия катализатора подразумевает исследование лабильных промежуточных соединений субстрата с компонентами активного центра, их кинетическую и структурную идентификацию. Процессы, происходящие в активном центре фермента при его взаимодействии с субстратом, представляют собой молекулярно-программированные, организованные многостадийные последовательные процессы. При этом ферменты используют образование слабых, но быстро возникающих связей (электростатических, водородных, гидрофобных) для реализации структур, позволяющих в наибольшей степени снизить свободную энергию активации на лимитирующей стадии процесса и в результате ускорить химическую реакцию в 1010—1014 раз.

Эти общие и простые соображения — продукт длительной эволюции области, которую называют химической энзимологией. Задачами химической энзимологии являются: изучение структуры и механизмов действия биологических катализаторов, разработка методов получения ферментов с новыми свойствами, развитие многочисленных областей применения ферментов.

Химическая энзимология проникает во все области современной химической науки, активно используя методы и подходы различных областей химии.

Физическая химия и, в частности, химическая кинетика являются основой изучения механизмов ферментативных реакций. Белок как макромолекула — предмет исследования химии полимеров. Использование ферментов для тонкого органического и энантиоселективного синтеза — вклад химической энзимологии в органическую химию. На основе ферментов созданы современные, широко применяемые аналитические методы, такие как иммуноферментный анализ и биосенсоры. Очевидно, что мицеллярная энзимология представляет интерес, как для коллоидной химии, так и для белкового катализа. Явление биоэлектрокатализа объединяет энзимологию и электрохимию.

Во многих областях современной химии ферменты находят место либо как объект исследования, либо как инструмент для осуществления тех или иных процессов.



© Авторы и рецензенты: редакционный коллектив оздоровительного портала "На здоровье!". Все права защищены.


 
Текст сообщения*
Защита от автоматических сообщений
Загрузить изображение
 

nazdor.ru
На здоровье!
Беременность | Лечение | Энциклопедия | Статьи | Врачи и клиники | Сообщество


О проектеКарта сайта β На здоровье! © 2008—2015
nazdor.ru, nazdor.com
Контакты Наш устав

Рекомендации и мнения, опубликованные на сайте, являются справочными или популярными и предоставляются широкому кругу читателей для обсуждения. Указанная информация не заменяет квалифицированную медицинскую помощь, основанную на истории болезни и результатах диагностики. Обязательно проконсультируйтесь с врачом.

Размещенные на сайте информационные материалы, включая статьи, могут содержать информацию, предназначенную для пользователей старше 18 лет согласно Федеральному закону №436-ФЗ от 29.12.2010 года "О защите детей от информации, причиняющей вред их здоровью и развитию".