- систематическое название фермента (названия субстратов + тип реакций + окончание «аза»: L-лактат:НАД-оксидоредуктаза = ЛДГ5) – используется для однозначной идентификации энзима.
Классификация ферментов
- несколько тысяч ферментов разделены на 6 классов, - название класса фермента определяется типом химической реакции,
катализируемой ферментом:
I. |
Оксидоредуктазы: |
|
|
- катализируют окислительно-восстановительные реакции: с участием |
|
|
кислорода, а также перенос электронов и атомов водорода с одного |
|
|
субстрата на другой, |
|
|
- в природе обнаружено около 500 ферментов этого класса, |
|
|
- их разделяют на 17 подклассов (оксидазы, оксигеназы и др.), |
|
|
- каждый подкласс делят на подподклассы (оксидазы делят на |
|
|
анаэробные и аэробные дегидрогеназы), |
|
|
- каждому ферменту присваивают номер, |
|
|
1.- класс фермента |
|
|
- код (шифр) фермента: ЛДГ1 = КФ 1.1.1.27. |
|
|
1.- подкласс |
|
|
|
(окисляемая ОН- |
|
|
группа ) |
|
МДГ = КФ 1.1.1.38. |
1.- подподкласс |
|
|
(кофермент НАД) |
II. |
Трансферазы: |
27.- порядковый |
номер фермента |
||
-катализируют перенос групп атомов,
-делят на 8 подклассов:
-аминотрансферазы (переносят аминогруппу),
-метилтрансферазы (переносят метильную группу),
-фосфотрансферазы (переносят остаток фосфорной кислоты) и др.
III.Гидролазы:
-катализируют расщепление внитримолекулярных связей с участием воды,
-в природе обнаружено около 460 ферментов этого класса,
-делят на 11 подклассов:
-пептидазы (гидролизуют пептидные связи в белках),
-эстеразы (гидролизуют сложноэфирные связи),
-гликозидазы (гидролизуют гликозидные связи в полисахарах) и др.,
IV. Лиазы:
-катализируют разрыв связей (С─О, С─С, С─N и др.) без участия воды,
-в природе обнаружено около 230 ферментов этого класса,
-делят на 4 подкласса:
-декарбоксилазы (катализируют отрыв СО2-группы, например, от аминокислот с образованием биологически активных аминов.)
V.Изомеразы:
20
-катализируют реакции изомеризации,
-в природе обнаружено около 80 ферментов этого класса,
-делят на 5 подклассов,
-примеры изомераз:
-триозофосфатизомераза (дигидроксиацетонфосфат↔ глицеральдегид-3-ф.),
-фосфогексоизомераза (глюкозо-6-ф ↔ фруктозо-6-ф),
-фосфоглюкомутаза (глюкозо-1-ф глюкозо-6-ф).
VI. Лигазы (синтетазы):
-катализируют реакции биосинтеза молекул с участием макроэргов,
-в природе обнаружено около 80 ферментов этого класса,
-делят на 5 подклассов,
-примеры лигаз:
-аминоацил-тРНК-синтетаза (активирует аминокислоты при биосинтезе белков),
-ацил-КоА-синтетаза (активирует ВЖК при биосинтезе триглицеридов).
Методы определения активности ферментов
Активность фермента определяется в стандартных (оптимальных) условиях по:
-убыли концентрации исходных субстратов или
-приросту продуктов реакции,
-при определении активности энзимов до сих пор используется оптический тест Варбурга - НАД(Ф) ─ НАД(Ф)Н2:
ЛДГ
Пируват 
Лактат
2НАД
-контроль за изменением в инкубационной среде концентрации НАДН2 (при 340 нм с увеличением НАДН+ возрастает оптическая плотность инкубационной среды) используется для расчета активности фермента;
Единицы активности ферментов
-1 Е (U) = 1 мкмоль/мин (т.е. 1 единица активности энзима – это то его
количество, которое катализирует превращение 1 мкмоль субстрата за 1 мин при оптимальных условиях), Е (единица активности фермента) - русское обозначение,
U (единица активности фермента) - английское обозначение;
-1 катал = 1 моль/сек (выражение активности фермента по Международной системе единиц СИ), 1 катал = 6∙107 МЕ;
-удельная активность фермента = мкмоль/(мин мг белка).
21
-число оборотов фермента (молярная активность) это количество молекул субстрата, превращенного в продукт за одну секунду одной молекулой фермента.
Медицинская энзимология
энзимопатология:
-универсальная концепция энзимопатологии гласит, что абсолютно все заболевания являются результатом нарушения функции ферментов,
-энзимопатии подразделяют на первичные (наследуемые) и вторичные (приобретеные),
-наследуемые энзимопатии являются следствием мутаций генов:
-фенилкетонурия – результат мутации гена, кодирующего энзим фенилаланингидроксилазу,
-приобретенные энзимопатии являются следствием изменения конформации энзима под влиянием факторов окружающей среды,
энзимодиагностика:
-энзимы широко используются для:
-дифференциальной диагностики заболеваний,
-оценки интенсивности и величины патологического процесса,
-для установления прогноза заболевания и др.
-наиболее часто анализируются с диагностической целью ферменты сыворотки крови, которые подразделяют на:
-секреторные (энзимы свертывающей и антисвертывающей системы крови),
-экскреторные (энзимы поджелудочной железы – диастаза, липаза),
-клеточные, которые подразделяют на:
-неспецифические,
-органоспецифические, которые называют маркерные, или индикаторные, ферменты (аргиназа),
-изоэнзимы, которые неравномерно распределены по органам и
тканям (ЛДГ1 преимущественно в миокарде, а ЛДГ5 – в печени и скелетных мышцах), что тоже используется в диагностике,
-концентрация клеточных и экскреторных энзимов в сыворотке крови на несколько порядков ниже, чем в соответствующих органах и тканях,
-при патологиях (воспалении, некрозе) энзимы в большом количестве вымываются в кровь, что является свидетельством повреждения соответствующего органа.
энзимотерапия:
-использование ферментов в качестве лекарственных препаратов:
-пепсин, трепсин, химотрипсин применяют для лечения болезней желудочно-кишечного тракта,
-коллагеназу, эластазу, гиалуронидазу применяют для обработки ран с интенсивным воспалением с целью предотвращения образования келоидных рубцов,
-стрептокиназу, урокиназу, фибринолизин применяют для растворения сгустков крови (тромбов), сформировавшихся в кровеносных сосудах.
22