9. Как классифицируют ферменты? Перечислите классы и подклассы ферментов, укажите типы реакций, катализируемых этими ферментами. Что такое шифр фермента? Приведите примеры.

Ферменты подразделяют на 6 классов по типу катализируемой реакции, которые делятся на подклассы в зависимости от используемого донора, которые делятся на подподклассы в зависимости от используемого акцептора.

1. Оксиредуктазы – катализ окислительно восстановительных реакций.

Примеры коферментов, НАД, НАДФ, ФАД, ФМН, убинихон, глутатион, липоевая кислота.

Подклассы: вещества, действующие на CH-OH-группу, CH-CH-группу, -CH-NH₂-группу.

Рабочие названия: дегидрогеназы, редуктазы, оксидазы, монооксигеназы, диоксигеназы, пероксидазы.

2. Трансферазы – транспорт групп.

Примеры коферментов, пиридоксальфосфат, Ко-А, ТГФ, метилкобамин.

Подклассы: ферменты переносящие одноуглеродные фрагменты (-CH₃), альдегидные и кетоостатки, ацильные остатки, азото- и фосфосодержащие группы.

Рабочие названия: киназы.

3. Гидролазы­ – разрыв внутримолекулярных связей в субстрате, путем присоединения элементов H₂O.

Примеры коферментов, коферментов нет.

Подклассы: группы ферментов, действующие на сложные и простые эфиры, на пептиды, на углерод-углеродные связи.

Рабочие названия: эстеразы, липазы, фосфатазы, гликозидазы, протеазы и пептидазы, нуклеазы.

4. Лиазы – катализ разрыва C-O, C-C, C-N и других связей, а также обратимых реакций расщепления не гидролитическим путем.

Примеры коферментов: пиридоксальфосфат, тиаминдифосфат, магний, кобальт

Подклассы: в зависимости от атакуемой связи выделяют ферменты, атакующие углерод-угдеродные, углерод-кислородные, углерод-азотные связи.

Рабочие названия: карбоксилиазы, гидролиазы.

5. Изомеразы – изомерные превращения в пределах одной молекулы

Примеры коферментов: пиридоксальфосфат, глутатион

Подклассы: рацемазы (L- и D-стереоизомеры), эпимеразы, мутазы, цис-транс изомеразы, внутримолекулярные оксиредуктазы, внутримолекулярные лиазы

Рабочие названия:

6. Лигазы – соединение нескольких молекул с использованием энергии АТФ (или других макроэргов).

Примеры коферментов: нуклеотидные, биотиновые, фолиевые.

Подклассы: по виду образуемой связи - C-O, C-C, C-S, C-N, P-O, N-Me.

Рабочие названия: глутаминсинтетаза.

Каждому ферменту присвоен код или шифр, состоящий из четырех цифр, разделенных точками. Первая цифра указывает на класс, вторая - на подкласс, третья - на подподкласс, а четвертая – на порядковый номер в подподклассе. Пример: 6.3.1.2 – глутаматсинтетаза.

10. На чем основаны методы определения активности ферментов? Что принимают за единицу активности фермента? Назовите современные единицы активности ферментов (е-мкмоль/мин, катал – моль/с)

Об активности фермента судят по скорости катализируемой реакции при определенных условиях. При оптимальных условиях температуры (ферменты имеют белковую природу), pH среды (та же причина) и полном насыщении фермента субстратом скорость реакции пропорциональна концентрации фермента. Скорость реакции определяют по убыли субстрата или по образованию продукта реакции.

Стандартная международная единица активности фермента (E) – это количество фермента, которое в оптимальных условиях катализирует превращение 1 микромоля субстрата или образование 1 микромоля продукта в минуту (мкмоль/мин).

Катал (кат) – единица СИ, выражающая каталитическую активность со скоростью реакции 1 моль в 1 с (моль/с).

1 кат = 6*10⁷U, а 1 U = 16,67 нкат

Удельная активность – число единиц ферментативной активности на 1 мг белка (число кат на 1 мг активного белка). Используется на практике.

Молярная активность (число оборотов фермента) – число молекул субстрата, превращаемых одной молекулой фермента в продукт в процессе реакции в единицу времени при полном насыщении фермента субстратом (кат на 1г-моль белка).

Методы определения активности фермента:

1. Колориметрические (измерение окрашенного из-за качественных реакций на субстрат или продукт раствора визуально или инструментально)

2. Спектрофотометрические (измерение поглощения света в определенных участках спектра субстратами, ферментами, продуктами реакции)

3. Флюориметрические (измерение флюоресценции)

4. Биолюминисцентный (разновидность предыдущего)

5. Манометрический (измерение манометрическим аппаратом Варбурга газообразного компонента)

6. Электродные (метод непрерывного титрования)

7. Полярографические (сила тока, проходящего через платиновый электрод, зависит от концентрации O₂, и силу тока можно измерить)

8. Поляриметрические (следят по изменению оптического вращения)