Ферменттер ерте кезден бері адамдардың тұрмыс тіршілігінде кеңінен қолданылып келеді. Мысалы Қытайда, Корея мен Жапонияда бірнеше мыңдаған жылдардан бері крахмалды өнімдерді қанттандыру үшін спирт алу үшін саңырауқұлақ дақылдарын қолданылып келеді.
Қазіргі кезде микробиологиялық синтез арқылы гидролаза класының ферменттерін алады, олар гликозидті, пептидті және эфирлі байланыстарды судың қатысуымен ыдыратушы реакцияларды катализдеп мына реакция бойынша жүргізеді:
ХУ+НОН ® ХН+УОН
Бұл микробтық гидролаза ферментінің көбісі клетка сыртына бөлінетін, экзоферменттерге жататындығына байланысты мұндай ферменттерді алу жеңіл және арнзан болып келеді.
Тірі клеткада зат алмасу процесі үздіксіз жүріп жатады. Зат алмасу процесі дегеніміз белгілі бір тәртіппен кезектесіп келіп отыратын әртүрлі химиялық реакциялардың жиынтығы. Мұндай реакциялар клеткадан тыс жерде (in vitro) өте қиындықпен және мейілінше баяу жүреді. Тірі клеткада бұл реакциялардың жүрісін ферменттер тездетеді. Ферменттер – жануарлардың, өсімдіктер мен микроорганизмдердің клеткалары жасап шығаратын биологиялық катализаторлар.
Ферменттердің химиялық табиғаты. Қазіргі кезде 2000-нан астам ферменттердің әсері зерттелген. Оның ішінде 200-ге жуығы кристал түрінде алынған. Олардың бәрі де белоктар болып табылады.
Ферменттер молекулаларының құрылысына қарай 2 топқа бөлінеді: 1) тек қана белоктардан тұратынбір компонентті ферменттер; 2) молеклаларының құрамына белоктан басқа активтік немесе простетикалық топ деп аталатын белоксыз заттар кіретін екі компонентті ферменттер.
Бір компонентті ферменттерде амин қышқылдарының бүйірлік радикалдары активтік орталық ролін атқарады. Белок – фермент молекуласының ІІ және ІІІ деңгейлі құрылымы жасалған кезде, бүйірлік радикалдар өзара жақындасады да, активтік орталығын құрады. Мысалы, панкреатикалық рибонуклеазаның активтік орталығына гистидин-16-ның, лизин-41-дің және гистидин-119-дың радикалдары кіреді. Активтік орталықтың осы компоненттерінің кеңістіктік жақындасуын күрделендіре түсетін амин қышқылдары да ферменттер үшін маңызды роль атқарады. Белок – фермент молекуласының құрамынан басқа амин қышқылдарын ферменттің активтік қасиетіне нұқсан келтірмей де ажыратып алуға болады.
Екі компонентті ферменттердегі активті топ металл немесе кіші молекулалы органикалық зат болып табылады. Табиғаты органикалық активті топтар екі типке бөлінеді:
1) коферменттер: олар ферменттің белокты бөлігіменберік байланысады. Оксидоредуктазаның құрамындағы флавинадениндинуклеотид осындай коферментке мысал бола алады.
2) косубстраттар: олар ферменттің белокты бөлігімен нашар байланысқан, сондықтан олар ферменттің бір молекуласынан екінші молекуласына өте алады. Косубстратқа оксидоредуктазаның құрамындағы никотинамидадениндинуклеотид мысал бола алады.
Ғе, Со, Сu, Mn металдары ферменттердің активті топтарында белокпен берік байланысқан, ал K, Ca, Mg, Zn, Cl сияқты басқа элементтер — әлсіз байланысқан, олар өздерінің қатысуы арқылы көбінесе ферментті активтендіре түседі.
Ферменттердің жіктелуі. 1961 жылы көрнекті биохимик – ғалымдардан тұратын халықаралық комиссия құрылды, бұл комиссия ферменттердің жаңа жіктеуін жасап оны Халықаралық биохимиялық Одақтың қарауына ұсынды. Жаңа жіктеу бойынша бізге белгілі ферменттердің барлығы 6 класқа бөлінеді.
- Оксидоредуктаза – тотықтыру-тотықсыздандыру ферменті.
- Трансфераза – атомдардың түрліше топтарының тасымалдану реакциясын катализдейтін фермент.
- Гидролаза – заттардың түрліше топтарының гидролизіне қатысатын фермент.
- Лиаза – еселенген байланысты түзе немесе бұза отырып, түрлі атомдар тобын қосып немесе ажыратып алу реакциясын катализдейтін фермент.
- Изомераза – изомеризация реакциясын катализдейтін фермент.
- Лигаза – АТР энергиясының есебінен түрлі заттардың синтезделу реакциясын катализдейтін фермент.
Жаңа жіктеу бойынша әрбір фермент атауының алдына оның шифры қойылады. Шифр төрт цифрден құралады, оның алдына КФ (фермент классификациясы) деген белгі қойылады. Бұл цифралардың алғашқысы осы фермент негізгі алты кластың қайсысына жататынын көрсетеді. Екінші цифр оның класс тармағын білдіреді. Үшінші цифр класс тармағының түрін анықтай түседі. Төртінші сан ферменттің осы класс тармағындағы рет нөмірін білдіреді. Ферменттің шифрындағы әрбір цифр бір-бірімен нүктемен бөлінеді.