Увеличение ферментами стерического коэффициента

Стерический коэффициент вводится для реакций, в которых участвуют крупные молекулы, имеющие пространственную структуру. Стерический коэффициент показывает долю удачных пространственно соответствующих столкновений активных молекул. Например, он равен 0,4, если 4 из 10 столкновений активных молекул привели к образованию продукта реакции.

Ферменты увеличивают стерический коэффициент, так как они изменяют строение молекулы субстрата в фермент-субстратном комплексе, в результате чего комплементарность фермента и субстрата возрастает. Кроме того, ферменты за счёт своих активных центров упорядочивают расположение молекул субстрата в пространстве (до взаимодействия с ферментом молекулы субстрата располагаются хаотично) и облегчают протекание реакции.

Номенклатура ферментов

Ферменты имеют несколько типов названий.

1) Тривиальные названия (трипсин, пепсин).

2) Рабочая номенклатура. В данном названии фермента присутствует окончание – аза, которое прибавляется:

· к названию субстрата (сахараза, амилаза);

· к виду связи, на которую действует фермент (пептидаза, гликозидаза);

· к типу реакции, процесса (синтетаза, гидролаза).

3) У каждого фермента есть классификационное название, в котором отражается тип реакции, вид субстрата и кофермента. Например: ЛДГ – L лактат-НАД⁺ - оксидоредуктаза.

Классификация ферментов

Классификация ферментов разработана в 1961 году. Согласно классификации каждый фермент расположен в определённом классе, подклассе, подподклассе и имеет порядковый номер. В связи с этим каждый фермент имеет цифровой шифр, в котором первая цифра обозначает класс, вторая – подкласс, третья – подподкласс, четвертая – порядковый номер (ЛДГ: 1.1.1.27.). Все ферменты классифицируются на 6 классов:

1. Оксидоредуктазы.
2. Трансферазы.
3. Гидролазы.
4. Лиазы.
5. Изомеразы.
6. Синтетазы (лигазы).

Оксидоредуктазы

Ферменты, катализирующие окислительно - восстановительные процессы. Общий вид реакции: А_ок + В_вос = А_вост + В_ок. Этот класс ферментов включает несколько подклассов:

1. Дегидрогиназы, катализируют реакции путём отщепления водорода от окисляемого вещества. Они могут быть аэробными (переносят водород на кислород) и анаэробными (переносят водород не на кислород, а на какое-то другое вещество).

2. Оксигеназы - ферменты катализирующие окисление путём присоединения кислорода к окисляемому веществу. Если присоединяется один атом кислорода, участвуют монооксигеназы, если два атома кислорода – диоксигеназы.

3. Пероксидазы – ферменты, катализирующие окисление веществ с участием пероксидов.

Трансферазы

Ферменты, осуществляющие внутримолекулярный и межмолекулярный перенос функциональных групп с одного вещества на другое по схеме: АВ + С = А + ВС. Подклассы трансфераз выделяют в зависимости от вида переносимых групп: аминотрансферазы, метилтрансферазы, сульфотрансферазы, ацилтрансферазы (переносят остатки жирных кислот), фосфотрансферазы (переносят остатки фосфорной кислоты).

Гидролазы

Ферменты данного класса катализируют разрыв химической связи с присоединением воды по месту разрыва, то есть реакции гидролиза по схеме: АВ + НОН = АН + ВОН. Подклассы гидролаз выделяют в зависимости от вида разрываемых связей: пептидазы расщепляют пептидные связи (пепсин), гликозидазы - гликозидные связи (амилаза), эстеразы – сложноэфирные связи (липаза).

Лиазы

Лиазы катализируют разрыв химической связи без присоединения воды по месту разрыва. При этом в субстратах образуются двойные связи по схеме: АВ = А + В. Подклассы лиаз зависят от того, между какими атомами разрывается связь и какие вещества образуются. Альдолазы катализируют разрыв связи между двумя атомами углерода (например, фруктоза 1,6-дифосфатальдолаза «разрезает» фруктозу на две фосфотриозы). К лиазам относят ферменты декарбоксилазы (отщепляют углекислый газ), дегидратазы («вырезают» молекулы воды).

Изомеразы

Изомеразы катализируют взаимопревращения различных изомеров. Например, фосфогексоизимераза переводит эфиры фруктозы в эфиры глюкозы. К подклассам изомераз относятся мутазы (фосфоглюкомутаза переводит глюкозо- 1- фосфат в глюкозо-6-фосфат), эпимеразы (например, переводят рибозу в ксилулозу), таутомеразы

Синтетазы (лигазы).

Ферменты данного класса катализируют реакции синтеза новых веществ за счёт энергии АТФ по схеме: А + В + АТФ = АВ. Например, глютаминсинтетаза катализирует взаимодействие глютаминовой кислоты с NH_3, при участии АТФ с образованием глютамина.

Свойства ферментов

Ферменты, помимо общих свойств с неорганическими катализаторами имеют определённые отличия от неорганических катализаторов. К ним относятся: более высокая активность, более высокая специфичность, более мягкие условия для катализа, способность к регуляции активности.