Особливості ферментів мікроорганізмів, їх функції

Структура, властивості, синтез, функція і класифікація ферментів мікроорганізмів такі ж, як у більш складних організмів.

Група так званих ектоферментів здатна викликати трансформацію (деградування) будь-яких органічних і неорганічних речовин, повертаючи вхідні в їх сполуку елементи й енергію в новий цикл круговороту речовин і енергії.

Ектоферменти здійснюють контактне і позаклітинне переварювання речовин, ушкоджують тканини своїх господарів, беруть участь у процесі самоочищення води і ґрунту від органічних залишків і ін.

Визначення ферменти мікроорганізмів використовують у бактеріологічній практиці для ідентифікації бактерій. Очищені чи вхідні до складу бактерій ферменти застосовують для одержання великої кількості необхідних промисловості і медицині препаратів і матеріалів, включаючи мікробний білок, антибіотики, вітаміни й ін.

Харчування мікроорганізмів здійснюється завдяки наявності в клітці різних ферментів, які каталізують всі життєво необхідні реакції.

Види ферментів та їх роль

Ферменти - це біологічні каталізатори білкової природи. Мікробна клітка, подібно кліткам вищих організмів, оснащена досить активним ферментативним апаратом. Ферменти мікроорганізмів мають ті ж властивості і функції, що і ферменти вищих  організмів.

Відповідно до каталізуючих реакцій усі ферменти розділяють на шість класів:

Оксидоредуктази - каталізують реакції окислювання-відновлення.

Трансферази - каталізують реакції переносу різних груп від донора до акцептора.

Гідролази - каталізують розриті зв'язків у субстратах із приєднанням води.

Ліази - каталізують реакції розриву зв'язків у субстраті без приєднання води чи окислювання.

Ізомерази - каталізують перетворення в межах однієї молекули (внутрімолекулярні перебудови).

Лігази - каталізують приєднання двох молекул з використанням енергії фосфатних зв'язків.

Незважаючи на малі розміри мікробної клітки, розподіл у ній ферментів суворо впорядкований. Ферменти енергетичного обміну і транспорту живильних речовин локалізовані в цитоплазматичній мембрані і її похідних.

Ферменти бактерій підрозділяються на екзо- і ендоферменти.

Ендоферменти  функціонують тільки усередині клітки. Вони каталізують реакції біосинтезу й енергетичного обміну.

Екзоферменти виділяються кліткою в середовищі та каталізують реакції гідролізу складних органічних сполук на більш прості, доступні для асиміляції мікробною кліткою.

До них відносяться гідролітичні ферменти, що грають винятково важливу роль у харчуванні мікроорганізмів.

Аллостеричні ферменти відіграють важливу роль у тонкій регуляції метаболізму бактерій. Оскільки практично всі реакції в клітці каталізуються ферментами, регуляція метаболізму зводиться до регуляції інтенсивності ферментативних реакцій.

Деякі ферменти, так звані ферменти агресії, руйнують тканини і клітки макроорганізму, обумовлюючи тим самим поширення патогенних мікроорганізмів і їхніх токсинів в інфікованих тканинах.

До таких ферментів відносяться плазмокоагулаза, нейрамінідаза, коллагеназа , лецитиназа , гіалуронідаза і деякі інші ферменти.

Плазмокоагулаза є головним чинником патогенності стафілококів, тому що бере участь у перетворенні протромбіну в тромбін, що викликає утворення фібриногену, у результаті чого кожна бактерія покривається плівкою, що охороняє її від фагоцитозу.

       Використання ферментів мікроорганізмів людиною

Ферменти мікроорганізмів, такі як лігази і рестриктази, знайшли широке застосування в біотехнології, у тому числі в генетичній інженерії, для одержання різних біологічно активних речовин, гібриди, продуковані моноклональні антитіла, а також ряд продуктів у легкій і харчовій промисловості.