|
ГЛАВА 2. ФЕРМЕНТЫ
Ферменты
—
катализаторы белковой природы
,
образующиеся и функциони
рующие во всех живых организмах
.
Ферменты являются необычайно мощ
-
ными
биокатализаторами
,
как правило
,
намного превосходящими по своей
эффектив
ности синтетические катализаторы
.
Они высоко специфичны по от
-
ношению к своим субстратам и ускоряют строго определенные химические
реакции без образования
побочных продуктов
.
Ферменты обеспечивают
осуществление важнейших
процессов жизнедеятельности
:
реализацию на
-
следственной информации
,
биоэнергетику
,
синтез и распад биомолекул
.
Ор
-
ганизованная последовательность процессов обмена возможна при условии
,
что
каждая клетка обеспечена собственным генетически заданным набором
ферментов
.
Только при этом условии осуществляется упорядоченная
последовательность
химических
реакций
,
проходящих
с
высокой
продуктивностью
.
НОМЕНКЛАТУРА И КЛАССИФИКАЦИЯ ФЕРМЕНТОВ
К настоящему времени идентифицировано свыше
2 000
различных
фермен
тов
,
каждый из которых катализирует какую
‑
то определенную
химическую реакцию
.
Первоначально ферментам давали названия
,
образуемые путем добавления
окончания
-
аза
к названию субстрата
.
Так
,
ферменты
,
гидролизу
-
ющие крахмал
(
амилон
),
были названы
амилазами
,
ферменты
,
гидролизующие жиры
(
липос
),
липазами
и т
.
д
.
Позднее ферментам
,
катализирующим сходные по типу реакции
,
стали давать названия
,
указывающие тип соответствующей реакции
.
Номенклатура
,
введенная Международным биохимическим союзом
(IUB),
состоит в том
,
что ферменты называют и классифицируют в соответствии с
ти
пом катализируемой химической реакции
.
Все известные на сегодняшний день ферменты включены в
«
Каталог фер
ментов
»
под своим классификационным номером
(
КФ
),
состоящим из
четырех цифр
.
Первая цифра указывает на принадлежность к одному из
шести классов
.
Следующие две цифры определяют подкласс и подподкласс
,
а
последняя
—
номер фермента в данном подподклассе
.
Например
,
лактатдегидрогеназа име
-
ет КФ
: 1.1.1.27 (
класс
1
оксидоредуктаза
,
подкласс
1
донор электрона СН
—
ОН
,
подподкласс акцептор НАД
+
).
Кроме научных
систематических названий в ферментологии используются и тривиальные
названия
,
например пепсин
,
трипсин
,
папаин
,
цитохромы и др
.
Классификация ферментов строго научная и основана на типе реакции
,
подвергающейся
каталитическому воздействию
.
По этому принципу все
ферменты делятся на шесть классов
.
В каждом из шести классов объединены
ферменты
,
обладающие одинаковой реакционной специфичностью
.
Оксидо-
редуктазы
(
класс
1)
катализируют окислительно
-
восстановительные реакции
.
Трансферазы
(
класс
2)
переносят ту или иную функциональную группу от од
52
ного субстрата на другой.
Гидролазы
(класс 3) также участвуют в переносе
групп, однако акцептором являются молекулы воды.
Лиазы
(класс 4)
катализируют расщепление или образование химических соединений, при
этом образуются или исчезают двойные связи. Поскольку ферменты 4-го
класса участвуют в реакциях образования химических соединений, их также
называют
синта-зами
.
Изомеразы
(класс
5)
перемещают группы в пределах
одной молекулы
без изменения общей формулы субстрата.
Лигазы,
или
синтетазы,
(класс 6) катализируют энергозависимые реакции синтеза (чаще
всего за счет расщепления АТФ).
Таблица 7. Классы ферментов
Класс
Тип реакции
Важнейшие
подклассы
1. Оксидоредукторы Окислительно-восстановительная
Дегидрогеназы
S
окисл.
+ S'
восст.
= S'
окисл.
+ S
восст.
Оксидазы
Пероксидазы
Редуктазы
Монооксигеназы
Диоксигеназы
2. Трансферазы Трансферазная — перенос функциональных С
1
‑
трансферазы
групп
Гликозилтрансферазы
S
–A + S' = S'–A + S
Аминотрансферазы
Фосфаттрансферазы
Ацилтрансферазы
3. Гидролазы
Гидролиз связей
Эстеразы
АВ-субстрат
АВ + Н
2
O = А—Н + В—ОН
Гликозидазы
Пептидазы
Амидазы
4. Лиазы (синтазы) Негидролитическое расщепление связей С–С-Лиазы
ABC-
субстрат
АВС = АВ + С
С–О-Лиазы
С: – СO
2
, Н
2
O, NH
3
C
–N-Лиазы
С–S-Лиазы
5. Изомеразы
Взаимопревращения структурных, геометриче- Эпимеразы
ских, оптических изомеров
Цис-, транс-изомеразы
S = изо-S
Стереоизомеразы
6. Лигазы (синтетазы) Реакции присоединения двух молекул, сопря- С–С-Лигазы
женные разрывом фосфатных связей АТФ С–О-Лигазы
S + S' + АТФ = SS' + АДФ + Н
3
РО
4
С–N-Лигазы
S + S' + АТФ = SS' + АМФ + Н
4
Р
2
О
7
С–S-Лигазы
53
Do'stlaringiz bilan baham: |
