Микросомальная система гидроксилирования

Классификация ферментов.

Микросомальная система гидроксилирования

Сычева И.М., Хидирова Л.Д.

(сокращенная форма методического пособия - ЭНЗИМОЛОГИЯ)

для студентов 2-го курса лечебного, педиатрического и стоматологического факультетов.

Новосибирск – 2012

Классификация ферментов

В зависимости от типа катализируемой реакции выделяют 6 классов ферментов.

Рабочее название фермента строится так: название субстрата + подкласс фермента.

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).

Класс – оксидоредуктазы

- катализируют окислительно-восстановительные реакции.

Подклассы оксидоредуктаз:

а) дегидрогеназы

б) цитохромы

в) оксидазы

г) пероксидазы

а) Дегидрогеназы отщепляют водород от молекулы субстрата.

SH₂ + НАД⁺↔ S + НАДНН⁺

Дегидрогеназы разделяют на пиридиновые и флавиновые.

Пиридиновые дегидрогеназы, в качестве кофермента содержат НАД⁺ (NAD⁺) или НАДФ⁺(NADP⁺). НАД – никотинамид аденин динуклеотид.

Пример: реакция окисления этилового спирта:

Алкогольдегидрогеназа

Пример: реакция окисления соли яблочной кислоты (малата):

Рабочее название дегидрогеназ строится так: название субстрата (восстановленная форма) + дегидрогеназа.

Флавиновые дегидрогеназы в качестве простетической группы содержат ФАД.

(ФАД-флавинадениннуклеотид).

Пример: реакция окисления соли янтарной кислоты (сукцината):

сукцинатдегидрогенназа

Дегидрогеназы бывают аэробные и анаэробные. Аэробные дегидрогеназы отдают атомы водорода кислороду с образованием перекиси водорода:

ФАДН₂ + О₂ →ФАД+ Н₂О₂

Пиридиновые дегидрогеназы, как правило, анаэробные, а флавиновые бывают и аэробные и анаэробные. Дегидрогеназы бывают первичные и вторичные . Первичные окисляют небелковый субстрат. Вторичные – белковый. Обычно они окисляют другую дегидрогеназу. Реакция выглядит так: НАДНН⁺+ФАД→ФАДН₂+НАД⁺

б) Цитохромы - это гемсодержащие ферменты, они переносят электроны. Цитохромы участвуют в тканевом дыхании и микросомальном окислении. Они бывают аэробные и анаэробные. В качестве аэробных цитохромов можно привести пример цитохрома Р₄₅₀ микросомальной системы гидроксилирования.

в) оксидазы (гидроксилазы)

Пример: реакция окисления дофамина до норадреналина

Пример: :реакция окисления фенилаланина до тирозина

г) Пероксидазы расщепляют перекиси. В качестве примера можно привести:

2Н₂О₂→2Н₂О+ О₂

каталаза

RH+ Н₂О₂→ RОH+ Н₂О

Пероксидаза

Эти ферменты защищают наш организм от токсичных форм кислорода.

Класс – трансферазы

-переносят группы с одного субстрата на другой или обмен группами между субстратами. В зависимости от того, какие группы переносят трансферазы их разделяют на подклассы:

а) аминотрансферазы

б) ацилтрансферазы,

в) метилтранс-феразы,

г) гликозилтрансферазы,

д)фосфо-трансферазы (киназы).

В качестве примера приведем:

Аминатрансферазу : обмен амино- группы на кето- группу (реакция трансаминирования)

Фосфотрансфераза (киназа). Фосфатная группа переносится с АТФ на субстрат.

Класс – гидролазы

- катализируют реакции гидролиза (распада веществ под действием воды). В зависимости от вида связи гидролазы подразделяются на подклассы.

а) эстеразы –гидролиз сложноэфирных связей

б) фосфоэстеразы – гидролиз фосфоэфирных связей

в) пептидазы – гидролиз пептидных связей.

г) гликозидазы –гидролиз гликозидных связей между молекулами углеводов.

В качестве примера приведем ацетилхолинэстеразу .

гликозидазу (мальтазу)

Класс –лиазы

- катализируют реакции распада веществ без участия воды). В зависимости от вида связи гидролазы подразделяются на подклассы.

а) С-С лиазы

б) С-N лиазы

в) C-О лиазы

Фумаратгидротаза

Гистидиндекарбоксилаза

Класс – изомеразы

- катализируют реакции изомеризации.

Фосфоглицеральдегидизомераза

изомераза глюкоза-6- фосфат

Класс – синтетазы

- катализируют реакции синтеза веществ с затратой АТФ.

Синтетаза щавелевоуксусной кислоты

Название синтетаз строится так: Синтезируемое соединение +синтетаза.

Микросомальная система гидроксилирования

Микросомальная система работает в эндоплазматической сети. Она представляет из себя мультиферментный комплекс в состав, которого входят

3 фермента :

1- флавопротеид,

2- цитохром b₅

3- цитохром Р₄₅₀.

Суммарная реакция окисления может быть записана:

RH + НАДФН₂+ О₂ → ROH + Н₂О + НАДФ

Реакция идет в 3 этапа:

1. Сначала с НАДФН₂ атомы водорода переносятся на флавопротеид.

2. С флавопотеида электроны переносятся на цитохром b₅ и далее на

цитохром Р_450. Атом железа в цитохроме восстанавливается Fe³⁺→ Fe²⁺

3. Двухвалентное железо связывает молекулу кислорода. Один атом кислорода встраивается в окисляемую молекулу, а второй взаимодействует с двумя протонами, образуя воду.

НАДФН₂ образуется при окислении глюкозы в пентозном цикле и при окислении яблочной кислоты яблочным ферментом.:

яблочная кислота +НАДФ → ПВК +СО₂+ НАДФН₂

Роль микросомальной системы гидроксилирования:

1. Участвует в синтезе холестерина

2. Участвует в синтезе желчных кислот

3. Участие в синтезе стероидных гормонов

4. Обезвреживание токсинов.

При окислении токсичных гидрофобных веществ встраивается ОН группа. Из-за этого возрастает полярность соединения

· увеличивается растворимость в воде

· облегчается выведение в мочу и желчь

· ухудшается их транспорт в клетку через мембрану

· появление ОН группы также позволяет далее обезвреживать токсины путем их взаимодействия с серной или глюкуроновой кислотами