Номенклатура и классификация ферментов

Вначале ферментам давали название по случайному признаку. Например, название пепсин происходит от слова peptis (пищеварение). Затем рабочее название фермента начали составлять из названия субстрата, типа катализируемой реакции и окончания «аза»: лактатдегидрогеназа. В 1961 году на Международном биохимическом съезде в Москве приняли систематическую классификацию ферментов. Их названия составляют из названия субстрата, класса реакции и окончания «аза». Если происходит перенос химической группы от донора к акцептору, то это включается в название: лактат:НАД-оксидоредуктаза.

Описано более 1900 ферментов, которые по типу катализируемой реакции деля на 6 классов: 1) оксидоредуктазы; 2) трансферазы; 3) гидролазы; 4) лиазы; 5) изомеразы; 6) лигазы (синтетазы). Каждый класс делится на подкласс, подкласс – на подподкласс. В последнем фермент имеет свой порядковый номер. Поэтому каждый фермент имеет свой шифр, состоящий из четырех чисел: номеров класса, подкласса, подподкласса и порядкового номера. Например, у лактат:НАД-оксидоредуктазы шифр 1.1.1.27.

1. Оксидоредуктазы катализируют окислительно-восстановительные реакции. Существует их 17 поклассов. Ферменты первого подкласса окисляют атомы водорода группы = СН - ОН:

СН₃ СН₃

1 1

СН-ОН + НАД Лактатдегидрогеназа С=О + НАД-Н₂

1 1

СООН СООН.

Молочная кислота Пировиноградная килота.

У первого подподкласса акцептором ионов водорода является НАД, у второго – НАДФ, у третьего – цитохромы.

Ферменты второго класса окисляют альдегидную группу, третьего – группу

-СН₂-СН₂- и т.д. Ферменты, переносящие ионы водорода, называют дегидрогеназами. Если акцептором оксидоредуктазы служит кислород, ее называют оксидазой. Если при окислении кислорода он включается прямо в субстрат, то это – оксигеназы.

2. Трансферазы переносят различные функциональные группы от одного субстрата к другому. Аминотрансферазы перенося аминогруппы, метилтрансферазы – группы –СН_3, ацилтрансферазы – радикалы кислот и т.д.

СООН СООН

1 1

СН₂ CН₃ СН₂ СН₃

1 1 1 1

СН₂ + С=О Аланинамино - СН₂ + СН-NH₂

1 1 ← трансфераз а→ 1 1

СН-NH₂ СООН Пиридоксаль - С=О CООН

1 фосфат 1

COOH СООН

Глутамино- Пировиноград- α-кетоглутаро- Аланин

вая кислота ная кислота вая кислота

3. Гидролазы расщепляют вещества с присоединением к месту разрыва молекулы воды. Широко распространены. Гидролазы подкласса 3.1, эстеразы, расщепляют сложноэфирные связи эфиров фосфорной, карбоновых кислот, тиолов и т.д:

СН₂ -О-СО-С₁₇Н₃₅ СН₂ -ОН

1 1

С₁₇Н₃₅ –CO-О-СН Липаза НО-СН + 3 С₁₇Н₃₅ - СООН

1 1

СН₂-О-СО-С₁₇Н₃₅ + 3 Н₂О СН₂-ОН Стеариновая кислота

Тристеарин Глицерол.

Гидролазы подкласса 3.1, гликозидазы, расщепляют О-, N- и S-гликозильные связи у различных соединений, например, у углеводов:

Гидролазы подкласса 3.4, пептидазы, расщепляют пептидные связи:

H₂N-CH-CO-NH-CH-COOH Дипептидаза H₂N-CH-COОН + H₂N -CH-COOH

1 1 + Н₂О 1 1

CH₃ CH₂ –OH СН₃ CH₂ –OH

Аланилсерин Аланин серин

4. Лиазы катализируют реакции расщепления веществ без присоединения к месту разрыва молекул воды или обратные им реакции –

соединение двух веществ в одно без затраты энергии в виде АТФ или других макроэргических соединений.

5. Изомеразы катализируют превращения, происходящих в пределах одной молекулы.

6. Лигазы (синтетазы) катализируют реакции соединения молекул двух веществ в одну с использованием энергии АТФ или другого макроэргического соединения. При этом образуются –С-О-, -C-S- и –С-N-cвязи.

СООН

СН₃ СН₂

1 1

СО₂ + СН-ОН + АТФ Пируваткарбоксилаза С=О + АДФ + Н₃РО₄.

1 Биотин 1

СООН СООН

Пировиноградная Щавелевоуксусная

кислота кислота

Ферменты в сельском хозяйстве.

Ферменты широко используются в связанных с сельским хозяйством технологических процессах: производстве молочных продуктов, напитков, переработке пера, костей и др. Все чаще используются ферменты, иммобилизованные на гранулах стекла, полимерах и помещенные в колонки, через которые пропускают перерабатываемое вещество.

Распространены заболевания людей и животных, связанные с нарушением синтеза или повреждением некоторых ферментов (фенилкетонурия, галактоземия, гликогенозы и др.). Своевременная диагностика их позволяет проводить лечебно-профилактические мероприятия, направленные на снижение ущерба, наносимого этой патологией.

При патологии печени, поджелудочной железы, миокарда и других заболеваниях животных из поврежденных органов в кровь поступают ферменты. Определяя их активность, можно не только выявить пораженный орган, но и оценить тяжесть заболевания, эффективность проводимой терапии.

Ферменты широко используются в современных клинических биохимических исследования в качестве реагентов. Применение их позволяет повысить точность и облегчить проведение анализа.

Ферменты применяют для лечения животных с патологией органов пищеварительной системы, хирургическими заболеваниями и др.

Поиск по сайту: