5. Глікозилтрансферази.

це ферменти, які каталізують реакції перенесення залишків моносахаридів.

До класу 5 відносяться підкласів фосфорілази. Фосфорилази перетворюються складні речовини у прості у присутності Н₃РО₄, внаслідок цього утворюються фосфати простих речовин. Наприклад, фосфорилази, які діють на воглеводи (крохмальна фосфорела в присутності Н₃РО₄ перетворює крохмаль в глюкозу 1-фосфат). Цей процес називається фосфороліз.

Крохмаль  гл-1-Р  гл-6-Р

ІІІ. Гідролази.

Ферменти, які каталізують реакції гідролітичного розщеплення органічних сполук. Ці ферменти діють на складноефірні зв’язки, пептидні зв’язки, глікозидні зв’язки, зв’язки С-N, які відрізняються від пептидів на кислото-ангідридні зв’язки.

Гідролази

Найбільше значення мають естерази, глікозидази, пептидгідролази, амідази:

1. Естерази здійснюють гідроліз та синтез складних ефірів.

R-CO-O-R₁ + HOH RCOOH + R₁OH

R – залишок кислоти, R₁ – залишок спирту.

Найбільш важливими є:

– Карбоксиестерази (ліпаза) каталізує гідроліз та синтез жирів. Ліпази діють на складно ефірний зв’язок між гліцерином та ВЖК. В організмі тварин найактивніша ліпаза міститься у соці підшлункової залози та у печінці. У рослинах буває в розчинному та нерозчинному вигляді. Нерозчинна ліпаза міститься у насінні рицину, оптимум її дії відповідає рН 3,6. Ліпаза інших олійних культур, злакових,

мікроорганізмів належить до розчинних, оптимум її дії відповідає рН 8. При підвищеній вологості, температурі ліпаза швидко розщепляє гліцериди, що веде до прогіркання продуктів.

R₁, R₂, R₃ – радикали ВЖК.

- Пектинестерази (пектаза) каталізує гідроліз пектинових речовин. Пектаза розщепляє складно-ефірний зв’язок з утворенням вільної полігалактуронової кислоти та метилового спирту.

– Фосфоестерази (фосфатази) – гідролізують складні ефіри фосфорної килоти.

Глюкозо-1-Р Глюкоза + Н₃РО₄

2. Глікозидази (карбогідрази) розщеплюють глікозидні зв’язки, здійснюючи гідроліз вуглеводів та інших глюкозидів.

R-O-R₁ + HOH ROH + R₁OH

R – залишок вуглеводу, R₁ – залишок вуглеводу або речовини не вуглеводної природи (аглікон).

Поділяються на олігази, що гідролізують олігосахариди та поліази, що гідролізують полісахариди другого порядку.

Олігази.

- -глюкозидаза (мальтаза) розщеплює -глюкозидний зв’язок в дисахаридах (мальтозі) та глюкозидах (сахарозі):

Мальтаза розщеплює дисахарид мальтозу на 2 молекули -глюкози. Мальтаза має велике значення в хлібопеченні. У цьому виробництві однією з біохімічних стадій, що обумовлюють якість хліба, є процес зброджування мальтози дріжджами. Останні повинні мати високу мальтазну активність. Цим вимогам задовольняють спеціальні хлібопекарні дріжджі;

- -глюкозидаза (целобіаза) розщеплює -глюкозидні зв’язки в ди- та полісахаридах, а також в -глюкозидах, наприклад, в целобіозі:

- -галактозидаза (мелібіаза) розщеплює -галактозидний зв’язок в мелібіозі та рафінозі. Цей фермент має важливе промислове значення. Спиртове виробництво, що використовує меласу, несе суттєві збитки із-за того, що рафіноза, що міститься в цій сировині, не зброджується повністю дріжджами. Дріжджі містять -фруктозидазу і не виробляють -галактозидазу. Внаслідок цього вони відщеплюють від рафінози лише фруктозу. Частина молекули, що залишилася (мелібіоза) не гідролізується і не піддається подальшому перетворенню на спирт. Це може бути вирішено двома шляхами: отриманням спеціальних рас дріжджів, що мають -галактозидазну активність чи застосування ферментного препарату -галактозидази;

- -галактозидаза (лактаза) каталізує гідролітичне розщеплення -галактозидного зв’язку в лактозі:

Цей фермент, окрім виконання важливої ролі в живому організмі застосовується в промисловості. При виготовленні продуктів з молока (морозиво тощо) для покращення їх смакових та інших якостей доцільним є розщеплення лактози молока на моноцукри за допомогою -галактозидази;

- -фруктозидаза (сахараза, інвертаза) розщеплює -фруктозидний зв’язок в сахарозі та рафінозі:

Сахараза каталізує розщеплення сахарози на глюкозу та фруктозу. Цей фермент відіграє велику роль в організмі людини та тварин, оскільки багато продуктів, які вони споживають, містять сахарозу. Необхідний і для багатьох промислових м/о, оскільки цукромістка сировина (меляса тощо) є найбільш поширеною сировиною мікробіологічної промисловості. Препарат інвертази (інвертин) застосовують в кондитерській промисловості.

Поліази:

- амілази - група ферментів, що гідролізують крохмаль. Встановлена наявність трьох амілаз.

Фермент -амілаза (тваринна амілаза, декстриногенамілаза), в організмі тварин її міститься більше, ніж у рослинах. Присутня у слюні, травному соці, що виділяється підшлунковою залозою, у пророслому зерні пшениці, жита, ячменю.

Ферменти -амілази гідролізують розщеплення лише -1–4-глюкозидні зв’язки всередині молекулі високополімеризованого субстрату (вивільняє глюкозу в -мутамерній формі).

-Амілаза діє на крохмаль невпорядковано, розщеплюючи зв’язки незалежно від місця їх розташування в молекулі. Вона гідролізує крохмаль не повністю, утворюючи продукти з невеликою кількістю залишків глюкози - низькомолекулярні декстрини, а також невелику кількість мальтози та глюкози.

-амілаза (рослинна амілаза, сахарогенамілаза) міститься головним чином в рослинах (зерні пшениці, жита, ячменю, соєвих бобах). В натуральному зерні -амілаза знаходиться у вільному стані, а -амілаза зв’язана з білками і тому неактивна. Звільняється вона при проростанні зерна.

Ферменти -амілази гідролізують розщеплення передостаннього -1–4-глюкозидного зв’язку з нередукуючого кінця лінійної ділянки амілози та амілопектину. -Амілаза практично не гідролізує нативний крохмаль, тоді як клейстеризрваний крохмаль гідролізує до мальтози в -конфігурації та високомолекулярних -декстринів.

-Декстрини містять значну кількість -1-6-зв’язків, тому їх гідроліз припиняється на передостанньому -1-4-зв’язку, який межує з -1-6-зв’язком. -Амілаза діє на кожен другий зв’язок з боків вільних кінців молекули, утворюючи мальтозу, але в амілопектині дія її розповсюджується лише до розгалужень молекули. В результаті утворюються мальтоза та крупні декстрини (-декстрини). Якщо в середовищі присутня і -амілаза, то вона розщепляє крупні декстрини, забезпечуючи можливість подальшої дії -амілази. Присутність -амілази посилює активність -амілази. Отже, активність двох амілаз при їх спільній дії вище суми активностей кожної з них окремо, тобто тут має місце синергічна дія двох амілаз.

Розрізняються - та -амілази і чутливістю до температури та реакції середовища.

-амілаза більш стійка до підвищеної температуритемператури, але чутлива до підкислення рН середовища. Це використовується в хлібопекарній промисловості, де продукти дії -амілази - низькомолекулярні декстрини - знижують якість хліба.

Оскільки у пророслому зерні пшениці та жита міститься активна -амілаза, то в процесі бродіння тіста, яке замісили з борошна пророслого зерна, накопичується значна кількість декстринів, що надають хлібу низьку еластичність, заминаємість, недостатню пористість, неприємний смак. Оскільки -амілаза чутлива до зниження кислотності, то тісто замішують на рідких дріжджах або молочнокислих заквасках. Це забезпечує накопичення в тісті підвищеної кількості молочної кислоти, що пригнічує дію -амілази.

Але амілаза має і позитивне значення у хлібопекарській, пивоварній, спиртовій, текстильній промисловості. Бродіння тіста та накопичення в ньому СО₂, що розрихлює його та надає хлібу рівномірну пористість та об’єм, залежать від присутності у тісті зброджених дріжджами цукрів, що, в свою чергу, залежить від швидкості накопичення мальтози під впливом амілази на крохмаль. Хоча надто енергійна дія -амілази пророслого зерна погіршує якість хліба.

Солод, що застосовується при виготовленні пива та оцукрюванню заторів у спиртовій промисловості, є джерелом активної амілази, що каталізує перетворення крохмалю в мальтозу.

При спільній дії - та -амілаз крохмаль гідролізується на 85 - 95 %. Негідролізований крохмаль представляє собою залишки із зв’язками 1–6 і так звані аномальні структури, на які не діють ці ферменти. Розщеплення зв’язків 1 - 6 здійснює фермент оліго-1,6-глюкозидаза та амілопектин-1,6-глюкозидаза.

Глюкоамілаза (-1-4-глюканглюкоамілаза, -амілаза).

Глюкоамілаза гідролізує кожен 1–4-зв’язок з нередукуючих кінців молекули крохмалю, послідовно відщеплюючи залишки -D-глюкози, а також розщеплює 1–6-зв’язки тільки в тому випадку, коли за -1–6-зв’язком йде -1–4-зв’язок. Утворюється переважно глюкоза та невелика кількість декстринів. За допомогою цього ферменту отримують глюкозну патоку та кристалічну глюкозу.

При захворюванні на панкреатит (запалення підшлункової залози) збільшується активність амілаз.

3. Пептидгідролази (протеази, протеолітичні ферменти) гідролізують білки (протеїнази) та пептиди (пептидази).

R – CO – NH – R₁ + HOH R – COOH + R₁ – NH₂,

де R, R₁ - залишки амінокислот, пептидів.