Откуда в живом мире берутся ферменты
СЕКРЕТЫ СЫРА
текст лекция2.mp3
0:00
11:49
текст озвучен при помощи ИИ, так, что, возможно, лучше прочесть :-)
Откуда в живом мире берутся ферменты
(и почему они не являются чем-то само собой разумеющимся)
Когда мы произносим слово «ферменты», мы почти всегда говорим о функции: что они делают, за что отвечают, какой процесс
запускают или ускоряют.
Но почти никогда — о происхождении. А без этого разговора ферменты превращаются в абстракцию, в некий технический термин, оторванный от самой логики жизни.
запускают или ускоряют.
Но почти никогда — о происхождении. А без этого разговора ферменты превращаются в абстракцию, в некий технический термин, оторванный от самой логики жизни.
Между тем ферменты — это не «инструменты», которые где-то лежат в ожидании применения.
Это временные структуры, возникающие, работающие и исчезающие внутри живых систем.
Это временные структуры, возникающие, работающие и исчезающие внутри живых систем.
Ферменты не появляются
случайно
С биохимической точки зрения здесь всё предельно строго.
Ферменты — это белки, а значит, они:
- синтезируются в клетках
- кодируются генетически
- имеют пространственную структуру
- подвержены разрушению
Ни один фермент не может возникнуть сам по себе, без участия живой клетки.
Ни один фермент не существует вечно.
Жизнь не хранит ферменты — она постоянно их производит и утилизирует.
Ни один фермент не существует вечно.
Жизнь не хранит ферменты — она постоянно их производит и утилизирует.
Это принципиальный момент, который часто ускользает из популярного
объяснения.
объяснения.
С чем человек приходит в этот
мир
Человек не рождается с «готовым набором» всех ферментов, необходимых для жизни.
При рождении:
- часть ферментных систем присутствует и активна
- часть находится в незрелом состоянии
- часть потенциально возможна, но ещё не включена
Многие ферменты начинают синтезироваться:
- после первого контакта с пищей
- после заселения микробиома
- в ответ на факторы внешней среды
Иными словами, мы рождаемся не с завершённой биохимией, а с генетической программой, которая будет реализовываться по мере жизни.
Что приходит извне — и почему
это не вторично
Есть важная граница, которую редко проводят чётко.
Да, основные ферменты организма синтезируются нашими клетками.
Но ферментативная активность, с которой мы живём, не ограничивается
«собственными» ферментами.
Но ферментативная активность, с которой мы живём, не ограничивается
«собственными» ферментами.
Часть ферментов:
- поступает с пищей
- продуцируется микроорганизмами
- временно участвует в процессах расщепления и обмена
Эти ферменты не встраиваются в наши клетки, но они:
- снижают нагрузку на собственные системы
- расширяют спектр доступных реакций
- меняют скорость и глубину переработки веществ
Это не замена, а сосуществование ферментных источников.
Микробиом как ферментная
реальность
Если рассматривать организм, то значительная часть ферментативной
активности в человеке принадлежит не человеку как таковому.
активности в человеке принадлежит не человеку как таковому.
Микроорганизмы:
- синтезируют тысячи ферментов
- расщепляют соединения, недоступные нашим ферментам
- формируют метаболиты, влияющие на иммунитет и нервную систему
Человек без микробиома — это биохимически упрощённая система, лишённая огромного ферментного слоя, по большому счету- не приспособленный к выживанию.
Почему ферменты исчезают
Ферменты не «теряются» и не «заканчиваются».
Они разрушаются по конкретным причинам.
Они разрушаются по конкретным причинам.
Каждый фермент — это строго организованная пространственная структура.
Потеря структуры означает потерю функции.
Потеря структуры означает потерю функции.
Основные факторы разрушения:
- время (естественный распад белков)
- отсутствие необходимости в конкретной реакции (регуляция синтеза и деградации)
- температура
- сдвиг pH
- окислительные процессы
- механическое и химическое воздействие
Именно осутствие необходимости в определенном ферменте- это часто
именно то, что мы сами делаем с нашим организмом.
именно то, что мы сами делаем с нашим организмом.
В биологии ферменты не существуют бесконечно не потому что
«их убивают», а потому что поддерживать их активность без необходимости дорого и небезопасно. Клетка просто не «держит» лишние ферменты:
«их убивают», а потому что поддерживать их активность без необходимости дорого и небезопасно. Клетка просто не «держит» лишние ферменты:
- это экономит аминокислоты и энергию
- предотвращает нежелательные побочные реакции
- позволяет гибко менять профиль ферментов в ответ на среду и потребности
Фермент может быть:
- временно инактивирован
- или необратимо денатурирован
Это не сбой системы.
Это нормальный биологический процесс.
Это нормальный биологический процесс.
Природа не знает исключений
Те же принципы работают:
- в почве
- в растениях
- в животных
- в микроорганизмах
Ферменты всегда:
- синтезируются живыми клетками
- работают ограниченное время
- разрушаются при нарушении условий
Где есть жизнь — там есть ферментативная активность.
Где она исчезает — жизнь прекращается.
Где она исчезает — жизнь прекращается.
И только после этого имеет
смысл говорить о классах ферментов
Потому что, независимо от происхождения— человеческого, бактериального,растительного — все ферменты живого
мира подчиняются одной классификации.
мира подчиняются одной классификации.
Всего существует шесть фундаментальных классов:
- Оксидоредуктазы — реакции дыхания и защиты
- Трансферазы — перенос и обмен
- Гидролазы — расщепление сложных соединений
- Лиазы — перестройка молекул
- Изомеразы — изменение формы
- Лигазы — соединение и синтез
Это не удобная схема для учебника. Это структура биохимической реальности.
Названия ферментов — это не условность,
а подсказка
Когда мы впервые сталкиваемся с классификацией ферментов, она часто
выглядит как набор сложных слов на латинском и греческом.
Кажется, что их нужно просто выучить и запомнить.
выглядит как набор сложных слов на латинском и греческом.
Кажется, что их нужно просто выучить и запомнить.
Но если остановиться и вслушаться, оказывается, что в самих названиях уже зашито объяснение.
Не поэтическое — структурное.
Язык здесь не украшает науку, а фиксирует суть процесса.
Не поэтическое — структурное.
Язык здесь не украшает науку, а фиксирует суть процесса.
Оксидоредуктазы: кислород и восстановление
Само слово оксидоредуктазы распадается на две части:
- oxido — кислород, окисление
- reductio — восстановление, возврат
Это ферменты, работающие с тем, что мы привыкли называть «воздухом», но что в биохимии означает поток электронов.
Они управляют реакциями, где вещество либо отдаёт, либо принимает электроны.
Они управляют реакциями, где вещество либо отдаёт, либо принимает электроны.
Проще говоря — это ферменты дыхания, защиты и энергетического баланса.
Без них невозможны ни жизнь клетки, ни устойчивость к окислительному стрессу.
Без них невозможны ни жизнь клетки, ни устойчивость к окислительному стрессу.
Мы сталкиваемся с их работой постоянно, но почти никогда не осознаём:
каждый вдох — это не просто кислород, а ферментативно контролируемый риск.
каждый вдох — это не просто кислород, а ферментативно контролируемый риск.
Трансферазы: перенос и обмен
Здесь всё ещё прозрачнее.
- transfer — переносить
Трансферазы — это ферменты обмена.
Они не разрушают и не создают «с нуля».
Они переносят функциональные группы с одной молекулы на другую.
Они не разрушают и не создают «с нуля».
Они переносят функциональные группы с одной молекулы на другую.
Метильные группы, аминогруппы, фосфаты — всё это постоянно путешествует внутри живых систем.
Если оксидоредуктазы отвечают за поток энергии, то трансферазы — за
логистику веществ.
логистику веществ.
Жизнь — это не накопление, а непрерывный обмен.
Именно это отражено в названии.
Именно это отражено в названии.
Гидролазы: растворение и распад
Слово гидролазы почти буквально говорит само за себя:
- hydro — вода
- lysis — разрушение, растворение
Это ферменты расщепления.
Они используют воду как активный участник реакции, разрывая сложные молекулы на более простые.
Они используют воду как активный участник реакции, разрывая сложные молекулы на более простые.
Белки, жиры, углеводы — всё, что слишком велико, чтобы быть усвоенным
напрямую, проходит через гидролиз.
напрямую, проходит через гидролиз.
Важно понимать: гидролазы не«уничтожают».
Они возвращают молекулы в доступную форму.
Они возвращают молекулы в доступную форму.
Это ферменты разборки, без которых невозможна ни пищеварительная система, ни клеточный обмен.
Лиазы: разрыв без воды и кислорода
Название лиазы обычно вызывает наибольшее недоумение,
потому что в быту у него нет очевидного аналога.
потому что в быту у него нет очевидного аналога.
Но суть здесь в методе действия.
Лиазы:
- разрывают химические связи
- без участия воды
- и без окисления
Это ферменты перестройки.
Они создают двойные связи, кольца, новые конфигурации — иногда разрушая, иногда подготавливая молекулу к следующему этапу.
Они создают двойные связи, кольца, новые конфигурации — иногда разрушая, иногда подготавливая молекулу к следующему этапу.
Если гидролазы — это «разобрать с помощью воды», то лиазы — это
пересобрать иначе.
пересобрать иначе.
Изомеразы: форма важнее состава
- isos — равный
- meros — часть
Изомеразы работают с молекулами, которые по составу одинаковы,
но по форме — различны.
но по форме — различны.
Это особенно важный момент, который трудно уловить интуитивно:
в биохимии форма определяет функцию.
в биохимии форма определяет функцию.
Изомеразы не добавляют и не убирают атомы.
Они меняют конфигурацию, превращая одну форму в другую.
Они меняют конфигурацию, превращая одну форму в другую.
Иногда этого достаточно, чтобы вещество стало биологически активным
— или, наоборот, утратило активность.
— или, наоборот, утратило активность.
Лигазы: соединение и синтез
И наконец — лигазы.
- ligare — связывать
Это ферменты сборки.
Они соединяют молекулы между собой, часто с затратой энергии.
Они соединяют молекулы между собой, часто с затратой энергии.
Если всё предыдущие классы в той или иной степени работали перераспределением и трансформацией, то лигазы — это
акт создания целого. Без них невозможен синтез ДНК, ремонт
клеток, рост и восстановление тканей.
акт создания целого. Без них невозможен синтез ДНК, ремонт
клеток, рост и восстановление тканей.
Один принцип — для всего живого
И здесь важно вернуться к главному.
Эти шесть классов — не «про человека».
И не «про бактерии».
И не «про растения».
И не «про бактерии».
И не «про растения».
Это универсальный язык живого.
Те же оксидоредуктазы работают: в клетке человека, в листе растения,
в бактерии почвы.
в бактерии почвы.
Меняется носитель, меняется контекст, но логика ферментативных
процессов остаётся общей.
процессов остаётся общей.
И только поняв это, можно дальше говорить —о питании,о ферментации,о
культуре еды,о молоке,о сыре — не как о продуктах,а как о живых ферментных средах.
культуре еды,о молоке,о сыре — не как о продуктах,а как о живых ферментных средах.
Почему этот разговор необходим
Дальше, куда бы мы ни пошли — в питание, ферментацию, здоровье, культуру еды — мы будем иметь дело не с продуктами,
а с условиями существования ферментов.
а с условиями существования ферментов.
Если не понимать:
- откуда они берутся
- почему исчезают
- что поддерживает их активность
любой разговор о «качестве» остаётся поверхностным.
Очень надеюсь, что вам было интересно, а мы идем дальше.
Ваша Юлия АС, в поисках происхождения жизни.
****Донаты за проделаную над статьей работу ,приветсвуются*****
In 2 bundles
ферменты
Irina
Классная статья! Можно дополнить, ферменты, поступающие с пищей - это ферменты только в сырой пище (хоть в растительной, хоть в животной).
Jan 29 10:18 (changed)
СЕКРЕТЫ СЫРА
Irina, это только начало серии статей. Фундамент. Дальше будет разбор по каждому, что как, когда и насколько выживает, как действует. Но вы уловили цель для чего я пишу: живая и мертвая еда 😁
Jan 29 10:41 
1
