9. Классификация ферментов с примерами реакций на каждый класс.

По типу катализируемых реакций ферменты подразделяются на 6 классов согласно иерархической классификации ферментов (КФ, EC — Enzyme Comission code). Каждый класс содержит подклассы, так что фермент описывается совокупностью четырёх чисел, разделённых точками. Например, пепсин имеет название EС 3.4.23.1. Первое число грубо описывает механизм реакции, катализируемой ферментом: • EC 1: Оксидоредуктазы, катализирующие окисление или восстановление. Пример: каталаза, алкогольдегидрогеназа

Оксидоредуктазы катализируют окислительно-восстановительные процессы.

Дегидрогеназы – это оксидоредуктазы, катализирующие процесс отщепления атомов водорода.

• EC 2: Трансферазы, катализирующие перенос химических групп с одной молекулы субстрата на другую. Среди трансфераз особо выделяют киназы, переносящие фосфатную группу, как правило, с молекулы АТФ.

Трансферазы катализируют реакции переноса функциональных групп и молекулярных остатков с одной молекулы на другую. Это один из самых многочисленных классов ферментов.

В зависимости от характера переносимых групп выделяют фосфотрансферазы,аминотрансферазы, гликозилтрансферазы, ацилтрансферазы и др.

• EC 3: Гидролазы, катализирующие гидролиз химических связей. Пример: эстеразы, пепсин, трипсин, амилаза, липопротеинлипаза

Гидролазы катализируют реакции гидролитического распада. В зависимости от характера гидролизуемой связи гидролазы подразделяют на ряд подклассов: эстеразы, гликозидазы, пептид-гидролазы и др. Отличительной чертой всех гидролаз является то, что они являются однокомпонентными ферментами.

• EC 4: Лиазы, катализирующие разрыв химических связей без гидролиза с образованием двойной связи в одном из продуктов.

Лиазы катализируют реакции отщепления определенных групп атомов

с образованием двойной связи либо присоединения по двойной связи, а также негидролитический распад органических соединений либо синтез без участия макроэргических веществ. В зависимости от того, какая связь расщепляется или, наоборот, образуется, выделяют углерод-углерод, углерод-кислород, углерод-азот лиазы.

• EC 5: Изомеразы, катализирующие структурные или геометрические изменения в молекуле субстрата.

Изомеразы катализируют пространственные или структурные изменения в пределах одной молекулы.

• EC 6: Лигазы, катализирующие образование химических связей между субстратами за счет гидролиза АТФ. Пример: ДНК-полимераза

Лигазы (синтетазы) катализируют реакции синтеза высокомолекулярных полимеров (белков, полисахаридов, липидов и т.д.), сопровождающиеся гидролизом богатой энергией связи (как правило, АТФ)

10. Влияние температуры, pH и концентрации фермента на скорость ферментативной реакции.

Скорость ферментативной реакции зависит от природы фермента, которая определяет его активность. Чем выше активность фермента, тем выше скорость реакции. Активность фермента определяют по скорости реакции, катализируемой ферментом.

В процессе ферментативной реакции фермент (Е) взаимодействует с субстратом (S), в результате образуется фермент-субстратный комплекс, который затем распадается с высвобождением фермента и продукта (Р) реакции:

При низких температурах (приблизительно до 40 – 50 ^оС) повышение температуры на каждые 10 ^оС в соответствии с правилом Вант-Гоффа сопровождается увеличением скорости химической реакции  в  2 – 4  раза. При  высоких  температурах   более 55 – 60  ^оС активность фермента резко снижается из-за его тепловой денатурации, и, как следствие этого, наблюдается резкое снижение скорости ферментативной реакции. Максимальная активность ферментов наблюдается обычно в пределах 40 – 60 ^оС. Температура, при которой активность фермента максимальна, называется температурным оптимумом. Температурный оптимум ферментов термофильных микроорганизмов находится в области более высоких температур.

Характер зависимости ферментативной реакции от рН определяется тем, что этот показатель оказывает влияние на:

a) ионизацию аминокислотных остатков, участвующих в катализе,

b) ионизацию субстрата,

c) конформацию фермента и его активного центра.