Ферменты

Функции ферментов сводятся к ускорению химических реакций, причем ферменты отличаются от других катализаторов тремя уникальными свойствами:

• высокой эффективностью действия;

• специфичностью действия;

• способностью к регуляции;

Класс	Тип катализируемой реакции
Оксидоредуктазы	Окислительно-восстановительные реакции.
Трансферазы	Перенос отдельных групп атомов от донорной молекулы к акцепторной молекуле.
Гидролазы	Гидролитическое (с участием воды) расщепление связей.
Лиазы	Расщепление связей способом, отличным от гидролиза или окисления.
Изомеразы	Взаимопревращение различных изомеров.
Лигазы (синтетазы)	Образование связей в реакции конденсации двух различных соединений (используется энергия АТР).

В живой клетке множество разнообразных соединений, но реакции между ними не беспорядочны, а образуют строго определенные метаболические пути, характерные для данной клетки. Индивидуальность клетки в большой степени определяется уникальным набором ферментов, который она генетически запрограммирована производить. Отсутствие даже одного фермента или какой-нибудь его дефект могут иметь очень серьезные отрицательные последствия для организма.

Кофакторы ферментов

Все ферменты относятся к глобулярным белкам, причем каждый фермент выполняет специфическую функцию, связанную с присущей ему глобулярной структурой. Однако активность многих ферментов зависит от небелковых соединений, называемых кофакторами. Молекулярный комплекс белковой части (апофермента) и кофактора называется холоферментом. Роль кофактора могут выполнять ионы металлов (Zn²⁺, Mg²⁺, Mn²⁺, Fe²⁺, Cu²⁺, K⁺, Na⁺) или сложные органические соединения. Органические кофакторы обычно называют коферментами, некоторые из них являются производными витаминов. Тип связи между ферментом и коферментом может быть различным. Иногда они существуют отдельно и связываются друг с другом во время протекания реакции. В других случаях кофактор и фермент связаны постоянно и иногда прочными ковалентными связями. В последнем случае небелковая часть фермента называется простетической группой.

Некоторые коферменты

Кофермент	Общая роль	Витамин предшественник
NAD+ , NADP+	Перенос водорода (электронов)	Никотиновая кислота - витамин РР
FAD	Перенос водорода (электронов)	Рибофлавин - витамин В2
Кофермент А	Активация и перенос ацильных групп	Пантотеновая кислота
Биотин	Связывание СО2	Биотин
Пиридоксальфосфат	Перенос аминогрупп	Пиридоксин - витамин В6
Тетрагидрофолиевая кислота	Перенос одноуглеродных фрагментов	Фолиевая кислота

Роль кофактора в основном сводится к следующему:

• изменение третичной структуры белка и создание комплементарности между ферментом и субстратом;

• непосредственное участие в реакции в качестве еще одного субстрата.

В этой роли обычно выступают органические коферменты. Их участие в реакции иногда сводится к тому, что они выступают как доноры или акцепторы определенных химических групп.