کاربرد آنزیم های میکروبی در سنتز آلی

فرمت : word

تعداد صفحات : ۹۲

فصل اول

آنزیم ها

مقدمه

آنزیمها ترکیباتی هستند که می‌توانند سرعت واکنش را تا حدود ۱۰^۷ برابر افزایش دهند. آنزیم مانند یک کاتالیزگر غیر آلی میزان واکنش را با پایین آوردن انرژی فعال سازی واکنش لازم برای انجام واکنش تسریع می‌کند و برخلاف آن انرژی فعال سازی را با جایرگزین کردن یک سد انرژی فعال سازی بزرگ با یک سد انرژی سازی کوچک پایین می‌آورد. انجام سریع یک واکنش در موقعیت آزمایشگاهی به شرایط ویژه‌ای مانند دما و فشار بالا نیاز دارد. لذا باید در یاخته که شرایط محیطی در آن کاملا ثابت است و انجام چنین واکنشهایی بسیار کند است، مکانیسمی دقیق وجود داشته باشد. این عمل بوسیله آنزیمها صورت می‌گیرد.

کاتالیزورها در واکنشها بدون تغییر می‌مانند، ولی آنزیمها مانند سایر پروتئین‌ها تحت شرایط مختلف پایدار نمی‌مانند. این مواد در اثر حرارت بالا و اسیدها و قلیاها تغییر می‌کنند. کاتالیزورها تاثیری در تعادل واکنش برگشت پذیر ندارند، بلکه فقط سرعت واکنش را زدیاد می‌کنند تا به تعادل برسند. آنزیم‌ها با کاهش انرژی فعال سازی (activation) سرعت واکنش شیمیایی را افزایش می‌دهند.

آنزیمها مولکولهای پروتئینی هستند که دارای یک یا چند محل نفوذ سطحی (جایگاههای فعال) هستند که سوبسترا یعنی ماده‌ای که آنزیم بر آن اثر می‌کند، به این نواحی متصل می‌شود. تحت تاثیر آنزیمها ، سوبسترا تغییر می‌کند و به یک یا تعدادی محصول تبدیل می‌شود.

تاریخچه

کشف آنزیمها در واقع به پژوهشهای وسیع پاپن و پرسوز وابسته بود. آنان در سال ۱۸۳۳ موفق شدند از جو سبز شده ترکیبی را به نام مالت کشف کنند که نشاسته را به قند مبدل می‌ساخت و این ترکیب را دیاستاز نامیدند که امروزه به نام آنزیم آمیلاز معروف است. چند سال بعد شوان برای نخستین بار آنزیم پپسین را که موجب گوارش گوشت می‌شد، کشف کرد و همین طور ادامه پیدا کرد اما وکونه نخستین کسی بود که آنزیم را بجای دیاستاز بکار برد.

سیر تحولی و رشد

• بیشتر تاریخ بیوشیمی ، تاریخ تحقیق آنزیمی است. کاتالیز بیولوژیکی برای اولین بار در اواخر قرن ۱۸ طی مطالعات انجام شده بر روی هضم گوشت توسط ترشحات معده انجام شد. بعد بوسیله تبدیل نشاسته به قندهای ساده توسط بزاق ادامه یافت. « لویی پاستور » گفت که تخمیر قند به الکل توسط مخمر بوسیله خمیر مایه کاتالیز می‌شود.
• بعد از پاستور ، « ادوارد بوخنر » ثابت کرد که تخمیر توسط مولکولهایی تسریع می‌گردد که بعد از جدا شدن از سلولها ، همچنان فعالیت خود را ادامه می‌دهند. « فردریک کوهن » این مولکولها را “آنزیم” نامید.
• جداسازی و کریستالیزه کردن آنزیم « اوره آز » در سال ۱۹۲۶ توسط « جیمز سامند » منجر به رفع موانع در مطالعات اولیه آنزیم شناسی گردید.

ساختار آنزیمها

آنزیمها ماهیتی پروتئینی دارند و ساختار بعضی ساده یعنی از یک زنجیره پلی پپتیدی ساخته شده‌اند و بعضی الیگومر هستند. ساختار بعضی از آنزیمها منحصرا از واحدهای اسید آمینه تشکیل یافته اما برخی دیگر برای فعالیت خود نیاز به ترکیبات غیر پروتئینی دارند که به نام گروه پروستتیک معروف است و این گروه می‌تواند یک فلز یا یک کو آنزیم باشد و با آنزیم اتصال محکمی را برقرار می‌کنند. بخش پروتئینی آنزیم (بدون گروه پروستتیک) آپوآنزیم نام دارد و مجموع آنزیم فعال از نظر کاتالیزوری و کوفاکتور مربوطه هولوآنزیم نام دارد.

طبقه بندی آنزیمها

آنزیمها را از نظر فعالیت کاتالیزی به شش گروه اصلی تقسیم می‌کنند.

• اکسید و ردوکتازها :

واکنشهای اکسید و احیا (اکسایش – کاهش) را کاتالیز می‌کند (دهیدروژناز)

• ترانسفرازها : انتقال عوامل ویژه‌ای مانند آمین ، فسفات و غیره را از مولکولی به مولکول دیگر به عهده دارند و مانند آمینو ترانسفرازها که در انتقال گروه آمین فعال هستند.
• هیدرولازها : واکنشهای آبکانتی را کاتالیز می‌کنند. مانند پپتیدازها که موجب شکسته شدن پیوند پپتیدی می‌شوند.

فهرست مطالب

فصل اول : آنزیم ها
مقدمه
تاریخچه
سیر تحولی و رشد
ساختار آنزیمها
طبقه بندی آنزیمها
طرز کار آنزیمها
عوامل بازدارنده
پروآنزیم یا زیموژن
عمل متقابل آنزیم و سوبسترا
عمل اختصاصی آنزیمها
نامگذاری آنزیمها
چشم انداز بحث

فصل دوم : سنتز مواد آلی
سنتز استیل سالیسیلیک اسید (آسپرین)
بخش عملی
الف) سنتز آسپرین با استفاده از استیک انیدرید:
ب) سنتز آسپرین با استفاده از استیل کلراید:

فصل سوم : تولید آنزیم ها ( آنزیم های میکروبی)
آنزیم های میکروبی
راه کارهای مورد استفاده در افزایش بازده آنزیم های میکروبی
مقـد مه
محیط فیزیکی ــ شیمیایی روده
پاسخ میکروبی به مصرف آنزیم
فاکتورهای مغذی و ضد مغذی در ذرت،گندم و جو
فازایلئومی ــ برداشت سوبستراها
فازسکومی ــ تهیه سوبسترا
اثرات متقابل غیرمستقیم بین میزبان و میکروفلور به واسطه استفاده آنزیم
تغییر دهنده های میکروبی همراه با پتانسیل موثر در پاسخ به مصرف آنزیم
نتیجه گیری

فصل چهارم : بررسی کلی فرآیند سنتز مواد آلی توسط آنزیم های میکروبی
مقدمه:
تعاریف کلی خاک و نحوه تشکیل آن:
میکروب شناسی خاک
جانداران خاک
میکروبهای خاک
میکروبهای بیماری زا در خاک
تاثیر میکروارگانیسم ها در روی خاک
باکتریهای موجود در خاک
باکتریها هوازی و میکروآئروفیلیک میله ای یا کوکسی گرم منفی
آگروباکتریوم
ازتوباکتر
آزوموناس
آزوریزبیوم
بیژرنکیا
موچوآ
برادی ریزوبیوم
دلئیا
درکسیا
پسودوموناس
ریزوبیوم
ریزوموناس
گزانتوباکتر
گزانتوموناس
باکتریهای احیا کننده سولفات
باکتریهای بی هوازی فتوسنتز کننده
یوکاریوتهای موجود در خاک
آلگها
قارچها
شراکت قارچ
زیگومیست
آسکومیست
الف- کپکها
ب- مخمرها
ث- قارچهای چتری
ج- کپکهای لزج
تعریف و اهمیت رابطه همزیستی میکوریزایی
کپکهای لزج سلولی
کپکهای لزج تشکیل دهنده پلاسمودیا
پروتوزوئرها
الف- تاژکداران(ماستیگوفورا)
ب- آمیبها(سارکودینا)
ث- مژه داران(سیلیوفورا)
ج- اسپوروزوآ
ویروسها
آنتاگونیسم(۱) (آمنسالیسم)(۲)
پارازیت
شکاری
رابطه میان میکروارگانیسم ها و حیوانات
رابطه ی نرم تنان و میکروارگانیسم های فتوسنتز کننده
رابطه ی نرم تنان و میکروارگانیسم های لیتوتروف
همزیستی قارچ و حشره ی ساقه دار
میکروبها و چرخه های بیو- ژئوشیمیایی
چرخه کربن
چرخه ازت
سایر چرخه های بیوژئو شیمیائی
تجزیه حشره کش ها و سایر مواد شیمیائی ساختگی
تجزیه سموم در خاک

فصل پنجم : بررسی کلی یک فرآیند ( مقاله)
جداسازی و شناسایی باکتری های ترموفیل تولید کننده آنزیم آمیلاز و بررسی فاکتور های مختلف در نمونه های شاخص
زمینه و هدف :
روش کار:
یافته ها:
نتیجه گیری:
مقدمه:
آلفا- آمیلاز:
روش کار:
نتایج:
بحث و نتیجه گیری
منابع و مآخذ ( بخش اول )
منابع و مواخذ ( بخش دوم)