Ферменты, что это такое
Для начала нам нужно узнать, что же такое ферменты. Поэтому мы решили обратиться к истории. В 1814 году русский химик, академик Петербургской Академии Наук Константин Готлиб Сигизмунд Кирхгоф открыл ферментативное действие водных вытяжек из проросшего ячменя, расщеплявших крахмал до сахара. Также, еще раньше (в конце ХVIII -- начале XIX вв.) уже было известно, что мясо переваривается желудочным соком, а крахмал превращается в сахар под действием слюны. Таким образом, мы поняли, что ферменты - это вещества, под воздействием которых происходит преобразование одних веществ в другие. В XIX в. Между учеными разгорелись дискуссии о природе брожения. Л. Пастер развивал представление о том, что брожение вызывается лишь живыми микроорганизмами, а Ю. Либих и его сторонники отстаивали химическую природу брожения. Их споры разрешил в 1897 году Э. Бухнер, который, растирая дрожжи с инфузорной землёй, выделил из них бесклеточный растворимый ферментный препарат (названный им зимазой). Этот препарат вызвал спиртовое брожение. Открытие Бухнера утвердило материалистическое понимание природы брожений и имело большое значение для дальнейшего развития, как энзимологии, так и всей биохимии.
В начале XX века Р. Вильштеттер с сотрудниками стал широко применять для выделения и очистки ферментов метод адсорбции. Работы Вильштеттера, имевшие большое значение для характеристики свойств отдельных ферментов, привели вместе с тем к принципиально неправильному выводу о том, что ферменты не принадлежат ни к одному из известных классов органических соединений. Выдающимся успехом в выяснении химической природы ферментов были исследования американских биохимиков Дж.Самнера, выделившего в 1926 году в кристаллическом виде фермент уреазу из семян канавалии, и Дж. Нортропа, получившего в 1930 кристаллы протеолитического фермента пепсина. Работы Самнера и Нортропа указали путь получения высокоочищенных кристаллических препаратов ферментов и вместе с тем неопровержимо доказали их белковую природу.
С середины XX века, благодаря развитию методов физико-химического анализа и методов белковой химии, расшифрована первичная структура многих ферментов. Так, работами американских биохимиков С. Мура, У. Стайна и К. Анфинсена показано, что фермент рибонуклеаза из поджелудочной железы быка представляет собой полипептидную цепочку, состоящую из 124 аминокислотных остатков, соединённых в 4 местах дисульфидными связями.
С помощью рентгеноструктурного анализа расшифрована вторичная и третичная структура ряда ферментов. Так, методом рентгеноструктурного анализа английский учёный Д. Филлипс в 1965 установил трёхмерную структуру фермента Лизоцима. Показано, что многие ферменты обладают также четвертичной структурой, т. е. их молекула состоит из нескольких идентичных или различных по составу и структуре белковых субъединиц. Теперь, после того, как мы знаем основную историю и определение ферментов, можно перейти к их описанию и характеристике.