Номенклатура и классификация ферментов.
На сегодня выяснена роль около 3500 ферментов в животном организме. Номенклатура их не носит строгого характера. Отдельные ферменты сохраняют тривиальные названия (трипсин), для названия других прибавляют суффикс «-аза-» (рациональная номенклатура) к названию субстрата, кот.они катализируют (липаза). Более точным названием для ферментов является то, кот.отражает тип катализируемой р-и (пируват-декарбоксилаза). Существует 6 классов ферментов на основе типа химической реакции, кот.они катализируют. 1) оксидоредуктазы (дегидрогеназы) 2) трансферазы 3) гидролазы 4) лиазы 5) изомеразы 6) лигазы (синтетазы). Эта классификация ферментов широко использкется при проведении научно – исследовательской работы в области ферментологии. Согласно этой классификации каждый фермент имеет шифр из 3х цифр. Первая цифра обозначаетт класс фермента, вторая – подкласс, третья – подподкласс, четвертая – порядковый номер в подподклассе.
Гидролазы.
Это группа ферментов, катализирующих гидролитическое расщепление субстрата с введение элементов воды на уровне его специфической связи. Примером действия гидролитических ферментов является расщепление пептидных связей между различными аминокислотными остатками в белках рядом пептидаз. Часто р-и этого типа носят необратимый характер. К классу гидролаз относят эстеразы, фосфоэстеразы, карбоксиэстеразы, гликозидазы, пептидазы, амидазы, полифосфатазы, многие ферменты пищеварительных соков (амилаза, пепсин, трипсин). Также гидролазы есть в лизосомах, субклеточных структурах.
Оксидоредуктазы.
Это ферменты, катализирующие р-и окисления и восстановления, т.е. перенос электронов от донора к акцептору. Окисление представляет собой отнятие атомов водорода (электронов) от субстрата, тогда как восстановление – присоединение атомов водорода к акцептору . к оксидоредуктазам относятся : дегидрогеназы, оксидазы, оксигеназы, гидроксилазы, пероксидазы, каталазы. Пример :фермент гликоль : НАД+-дегидрогеназа катализирует р-ю превращения спирта в альдегид. Оксидоредуктазы, переносящие атом водорода или электроны непосредственно на атомы кислорода, называются аэробными дегидрогеназами (оксидазами), тогда как переносящие атом водорода или электроны от одного компонента дыхательной цеп и ферментов к другому – анаэробными. Они являются двухкомпонентными ферментами, у кот.один и тот же кофермент может связываться с различными апоферментами. В конце многочисленного класса оксидоредуктаз находятся ферменты типа каталаз и пероксидаз. Из всего кол-ва белков пероксисом клеток до 40% приходится на каталазу.
Трансферазы.
Это многочисленный класс ферментов, катализирующих перенос функциональной группы, исключая водород, с одной молекулы на другую. Пример: аминотрансферазы (трансаминазы) переносят аминогруппу АК на кетокислоту, в рез-те чего образуется новая АК и новая кетокислота. Трансферазы – сложные ферменты, роль кофермента у многих из них выполняет производое витамина В6.
Лиазы и лигазы.
Лиазы – ферменты, кот.расщепляют внутримолекулярные сязи в молекулах субстратов негидролитическим путем и удаляют СО2, NH3 или Н2О с образованием в-в с двойными связями. Пример: цитратдегидрогеназа превращает лимонну к-ту в цис-аконитовую. Все лиазы классифицируются по типу расщепляемых связей на углерод – углерод – лиазы (подкласс 1), углерод – кислород лиазы ( подкласс 2), углерод – азот – лиазы (подкласс 3), углерод – сера лиазы (подкласс 4), углерод – галоид – лиазы (подкласс 5).
Лигазы (синтетазы) – ферменты, обеспецивающие р-и синтеза в-ва (образования новых связей) из 2х веществ с затратой энергии АТФ. Эти ферменты классифицируются по типу образуемых связей: подкласс 1 – образование С-О связей, подкласс 2 – образование С-S связей, подкласс 3 – образование С-N связей, подкласс 4 0 образование С-С связей.
Изомеразы и синтетазы
Изомеразы (синтетазы) — имеют разное строение при одинаковой структурной формуле.Это очень разнородный клас ферментов, который катализирует реакц внутримолекулярной изомеризации нескольких типов. Например, к подклассу 1 (рацемазы и эпимеразы) относиться фермент лактатрацемаза (КФ 5.1.2.1):D-молочая кислота + изомераза = L-молочная кислота
Под влиянием изомераз осуществляются реакции взаимопревращений цис-транс-изомеров (подкласс 2), например, малеината в фумарат (под действие малеинат-цис-транс-изомеразы — КФ 5,2,1,1). Некоторые ферменты из класса изомераз можно рассматривать также как внутрималекулярные оксидоредуктазы (подкласс 3), внутримолекулярные трансферазы (подкласс 4),внутримолекулярные лиазы (подкласс 5).
Изоферменты
Изоферменты. «Изо» - равный.Катализируют одну и ту же реакцию, но лакализованы в разных тканя. Имеют отличия в структуре малекулы, малекулярной массе. Поэтому при электрофарезе изоформы двигаються с разной скоростью и образуют на осителе ( после окраски) зоны индивидуальной формы.Лактатдегидрогиназа (ЛДГ) — катализирует р-ию превращения молочной кислоты. Она имеет четвертичную структуру, образованную 4-мя субъединицами 2-х типов:Н — сердце, М — мышца.За счет сочетания этих двух типов ЛДГ имеет 5-ть изоформ, локализованых в разных органах.
ЛДГ1 НННН Н4 — присутствует в сердечной мышце — самая быстрая.
ЛДГ2 НННМ Н3М
ЛДГ3 ННММ Н2М2
ЛДГ4 НМММ Н1М3
ЛДГ5 ММММ М4 — самая мдленная, для мышечной ткани.
При получении изоферментного спектра ЛДГ, его сравнивают с нормой здорового пациента.При заболевании органа присутствует в форме характерной для данного органа и концентрация его увеличиваеться. Кроме качественой оценки, производят количественную, методом деситометрии.