8.5. Классификация и номенклатура ферментов

Рациональная номенклатура ферментов составлена путем при­бавления к латинскому корню названия субстрата, на который действует фермент, или к названию процесса, катализируемого ферментом, окончания «-аза».

Например, фермент, воздействующий на крахмал (amylum), называется амилаза; на мочевину (urea) — уреаза; на фенолы — фенолаза и т. д.

Кроме рационального названия сохранились ранее появившие­ся термины: «пепсин», «трипсин».

В 1961 г. принята новая международная классификация, в ос­нову которой принят тип катализируемой реакции. В настоящее время известно около 3000 различных ферментов. Классифика­цию проводят по типу их действия. Различают шесть классов фер­ментов:

оксидоредуктазы — окислительно-восстановительные ферменты; катализируют биологическое окисление;

трансферазы — катализируют реакции переноса различ­ных химических групп от одной молекулы (донора) к другой мо­лекуле (акцептору);

гидролазы — осуществляют химические превращения ве­ществ с участием молекулы воды;

л и а з ы — отщепляют от субстратов ту или иную группу негид­ролитическим путем;

изомеразы — осуществляют изомерные превращения со­единений;

лигазы (синтетазы) — катализируют реакции синтеза, сопровождающиеся отщеплением фосфорной кислоты от АТФ или другого трифосфата.

I класс. Оксидоредуктазы. Это ферменты окислительно-восста- новительных реакций, лежащих в основе биологического окисле­ния. Название ферментов составлено по следующей форме: назва­ние субстрата (донора), от которого отщепляются атомы водорода (электроны) + название акцептора, на который переносятся ато­мы водорода + термин «оксидоредуктаза», например лактат: НАД- оксидоредуктаза.

Различают следующие подклассы оксиредуктаз: аэробные дегидрогеназы, анаэробные дегидрогеназы, электронтранспортазы, пероксидаза и каталаза.

Аэробные дегидрогеназы переносят электроны и протоны водорода с окисляемого субстрата на кислород:

К ним относятся ферменты оксидазы.

Анаэробные дегидрогеназы переносят электроны и протоны водорода с окисляемого субстрата на другой субстрат. К ним относятся пиридинзависимые и флавинзависимые дегидро­геназы.

Например, окисление молочной кислоты происходит под дей­ствием лактатдегидрогеназы, при этом НАД восстанавливается в НАДН₂:

Окисление янтарной кислоты происходит под действием сук- цинатдегидрогеназы, при этом ФАД восстанавливается в ФАДН₂:

Электронтранспортазы — переносчики электронов. К ним относятся цитохромные ферменты, цитохромоксидазы ды­хательной цепи митохондрий.

Пероксидаза и каталаза: пероксидаза катализирует окисление субстрата пероксидом водорода. Например, под дей­ствием пероксидазы сероводород окисляется с участием перокси- да водорода:

Каталаза в организме животных разрушает пероксид водорода на воду и молекулярный кислород:

Каталаза обезвреживает действие пероксида и служит источни­ком молекулярного кислорода в тканях.

II класс. Трансферазы. Катализируют реакции переноса атомов и групп атомов, включают следующие подклассы: аминоферазы, ацилтрансферазы, фосфотрансферазы, метилферазы, глюкозил- трансферазы, алкилтрансферазы.

Глутаминовая Пировиноградная а-Кетоглутаровая Алании кислота кислота(пируват) кислота

Аминоферазы — ферменты, переносящие аминогруппы с одного вещества на другое. Коферментом является производное витамина В₆ (пиридоксин). Например, глутаминовая кислота от­дает аминную группу на пируват, в результате синтезируется аланин и образуется а-кетоглутаровая кислота:

Пиридоксин — фермент, осуществляющий эту реакцию, назы­вается 1-глутамил:пируватаминотрансферазой, или по старой но­менклатуре — аминоферазой.

Ацилтрансферазы ускоряют перенос ацилов (остатков карбоновых кислот) на аминокислоты, спирты и другие соедине­ния. Например, синтез ацетилхолина осуществляется с участием фермента холинацетилтрансферазы:

Фосфотрансферазы — ферменты, ускоряющие реакцию переноса остатка фосфорной кислоты. Донором фосфатных остат­ков чаще всего служит АТФ. Например, гексокиназа ускоряет пе­ренос остатка фосфорной кислоты на глюкозу:

Метилферазы — ферменты, переносящие метальную группу с одного соединения на другое. Например, при синтезе креатина донором метальной группы служит метионин.