Исследование некоторых физико-химических свойств протеиназы Penicillium wortmannii

Министерство общего и профессионального образования

Российской Федерации

Воронежский Государственный Педагогический Университет

Выпускная квалификационная работа по специальности 011000 «Химия»

«Исследование некоторых физико-химических свойств

протеиназы Penicillium wortmannii.»

Исполнитель:

ст-ка V курса

Естественно-географического факультета

 Шишкина Е.Ф.

Научный руководитель:

кандидат технических наук, доцент

 Кочергина Н.И.

ВОРОНЕЖ 1999 г.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение. 3

Глава 1. Обзор литературы. 5

1.1 Протеиназы микробного происхождения. 5

1.2 Ферменты, их физико-химические свойства.  9

1.3 Выделение и очистка препаратов протеиназы. 13

1.4 Расщепление коллагенсодержащего сырья и его применение. 17

Глава 2. Материалы и методы исследования. 27

2.1 Определение рН. 27

2.2 Определение протеолитической активности. 27

2.3 Определение коллагеназной активности. 27

2.4 Определение молекулярной массы. 28

2.5 Определение содержания аминного азота. 28

2.6 Электрофоретические исследования. 29

2.6.1 Определение гомогенности очищенных препаратов 29

2.6.2 Идентификация протеиназ в ПААГ. 30

Глава 3. Получение препаратов протеиназы Penicillium wortmannii 2091

и исследование их физико-химических свойств. 31

3.1 Разработка условий выделения препарата

Penicillium wortmannii BKMF 2091. 31

3.2 Фракционирование протеолитического комплексного

препарата ферментов. 36

3.3 Влияние температуры и рН на активность фермента. 37

3.4 Определение молекулярной массы. 40

3.5 Исследование процессов кислотной и термической инактивации. 40

3.6 Влияние ионов металлов и ингибиторов на активный центр фермента. 44

3.7 Субстратная специфичность. 46

3.8 Гидролиз коллагенсодержащего сырья: ноги птиц, шквара. 47

Глава 4. Методическая часть. 57

4.1 Межпредметность – современный принцип обучения. 57

4.2   Межпредметные связи на уроках химии. 61

4.3   Методические рекомендации по реализации принципов

межпредметных связей при изучении тем, связанных

с понятием «ферментные препараты». 63

Выводы.  70

Список литературы. 71

ВВЕДЕНИЕ.

Важнейшим свойством ряда белков является их каталитическая активность. Вещества белковой природы, способные каталитически ускорять химические реакции, называют ферментами. Роль ферментов в жизнедеятельности животных, растений и микроорганизмов колоссальна. В настоящее время в биологических объектах обнаружено несколько тысяч индивидуальных ферментов, а несколько сотен из них выделено и изучено.

Биологические катализаторы по ряду признаков резко отличаются от неорганических катализаторов. Будучи белками, ферменты обладают всеми их свойствами. Сюда относятся термолабильность ферментов, зависимость их действия от значения рН среды, специфичность, подверженность влиянию активаторов и ингибиторов.

Термолабильность ферментов объясняется тем, что температура, с одной стороны, воздействует на белковую часть фермента, приводя при слишком высоком значении к денатурации белка и снижению каталитической функции, а с другой стороны, оказывает влияние на скорость реакции образования фермент-субстратного комплекса и на все последующие этапы преобразования субстрат. Кроме того, для каждого фермента существует оптимальное значение рН среды, при котором он проявляет максимальную активность. Большинство ферментов имеет максимальную активность в зоне рН поблизости от нейтральной точки. Специфичность – одно из наиболее выдающихся свойств ферментов. Данное свойство ферментов объясняется в первую очередь совпадением пространственных конфигураций субстрата и субстратного центра фермента. Ферменты могут обладать абсолютной, относительной, стереохимической специфичностью. Влияние на ферменты активаторов и ингибиторов впервые было изучено А.Я.Данилевским. Ингибиторы тормозят действие ферментов. Механизм ингибирующего действия сводится к двум типам торможения (необратимое и обратимое). Обратимое ингибирование действия ферментов может быть конкурентным и неконкурентным.

Будучи выделены из организма, ферменты не утрачивают способности осуществлять каталитическую функцию, на чем основано их применение в различных областях промышленности. В хлебопекарной промышленности применяют ферментные препараты, относящиеся к роду Aspergillus. В пивоваренной и спиртовой промышленности применяют амилазы – ферменты, ускоряющие реакцию осахаривания крахмала. В кожевенном и меховом производстве применяют препараты протеиназ. Ферменты находят большое применение в медицине. Пепсин, трипсин, химотрипсин, липазу и амилазу применяют для лечения заболеваний ЖКТ. Протеолитические ферменты – плазмин и активирующие его стрептокиназу и урокиназу – для растворения тромбов в кровеносных сосудах. Кроме того, специфическую область применения ферментов в медицине составляет энзимодиагностика (заболевание может быть тестировано по уровню содержания фермента или соотношения его множественных форм в крови или реже в моче).

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ