I.4. Номенклатура и классификация ферментов

Каждая из примерно 2-3 тыс. рекций обмена в клетке катализируется своим ферментом, общее число видов ферментов составляет десятки тысяч, что требует единой номенклатуры и классификации.

Изначально существовала тривиальная номенклатура, когда названия ферментам давали по случайным признакам, например, пепсин (от греч. пепсис-пищеварение), трипсин (от греч. трипсис-разжижаю), цитохромы (от лат. сitos – клетка и chroma – цвет).

Позднее получила распространение рациональная номенклатура, согласно которой название фермента состоит из названия субстрата и окончания –аза.

В 1961 г. Международным биохимическим союзом (IUB) была введена единая Международная номенклатура и классификация, согласно которой ферменты называют и классифицируют в соответствии с типом катализируемой химической реакции.

Основные черты системы, введённой IUB, состоят в следующем:

1. Реакции и ферменты, которые их катализируют, подразделяются на шесть классов, в каждом из которых имеется несколько подклассов (табл. 2):

Оксидоредуктазы – ускоряют реакции окисления-восстановления.

Трансферазы – ускоряют реакции переноса функциональных групп и молекулярных остатков.

Гидролазы – ускоряют реакции гидролитического распада.

Лиазы – учкоряют негидролитическое отщепление определенных групп атомов с образованием двойной связи или присоединяют группы атомов по двой ной связи.

Изомеразы – ускоряют пространственные или структурные изменения в пределах одной молекулы.

Лигазы (синтетазы) – ускоряют реакции синтеза, сопряженные с распадом богатых энергией связей.

2. Название фермента состоит из двух частей: первая часть - название субстрата, вторая указывает тип катализируемой реакции и оканчивается на - аза.

3. Дополнительная информация, если она необходима для уточнения, заключается в скобки. Например, фермент, катализирующий реакцию

L-малат + NAD⁺ = Пируват + СО2 + NADH + Н⁺,

называется L-малатоксидоредуктаза (декарбоксилирующая).

4. Каждый фермент имеет кодовый номер по классификации ферментов (КФ); первая цифра характеризует класс реакции, вторая - подкласс и третья - подподкласс. Четвёртая цифра указывает порядковый номер фермента в его подподклассе. Таким образом, КФ 2.7.1.1. означает, что фермент относится к классу 2 (трансфераза), подклассу 7 (перенос фосфата) и подподклассу 1 (акцептором фосфата является спирт), последняя цифра обозначает донор фосфата – АТР. Это фермент Д-гексозо-6-фосфотрансфераза, катализирующий перенос фосфата с АТФ на гидроксильную группу атома углерода в шестом положении глюкозы.

II. Витамины

Витамины - низкомолекулярные органические вещества, обладающие разнообразным строением и физико-химическими свойствами, необходи­мые для нормальной жизнедеятельности любого организма и выпол­няющие в нем чаще каталитические и регуляторные функции.

Витамины представляют сборную в химическом отношении группу органических соединений. Объединены они в одну группу по следующим признакам:

- Необходимы организму, без их присутствия невозможно нормальное развитие и жизнедеятельность человека и животных, недостаток их приводит к различным паталогическим явлениям.

- Не использу­ются для пластических и энергетических нужд организма.

- Являются либо кофакторами ферментов (водорастворимые вита­мины), либо выполняют функции регуляторов обмена веществ (жирораствори­мые витамины).

- Не синтезируются либо синтезируются в недостаточном количестве гетеротрофными организмами, в отличие от автотрофных.

- Обладают высокой биологической активностью в очень небольших количествах.

Открыты витамины русским ученым Н.И. Луниным в 1880 г., а свое название получили позже, в 1912 г., благодаря исследованиям польского биохимика К.Функа, который выделил в виде чистого вещества витамин В₁, оказавшийся амином. С тех пор подобные вещества, в том числе не принадлежащие к аминам, называют витаминами, что в переводе означает «жизненные амины» (от лат. vita – жизнь). В настоящее время известно более 30 витаминов и их изучает раздел биохимии – витаминология.

Кроме витаминов, выделяют еще одну категорию веществ витаминной природы – витаминоподобные вещества, однако между этими группами отсутствует четкая граница.