Классификация ферментов

Определения:

• номенклатура — названия соединений и их групп, а также правила составления этих названий;
• классификация — разделение по выбранным признакам.

Классификация ферментов основана на типе катализируемой химической реакции. Шесть типов реакций — шесть классов (номер и название заучиваются парой):

1. оксидоредуктазы — окислительно-восстановительные реакции;
2. трансферазы — перенос групп от донора к акцептору;
3. гидролазы — расщепление связи с присоединением воды;
4. лиазы — негидролитическое отщепление групп или присоединение по двойной связи;
5. изомеразы — внутримолекулярные превращения;
6. лигазы (синтетазы) — соединение двух молекул за счёт энергии АТФ.

Шифр КФ — четыре числа через точку (например, КФ 1.1.1.1):

1. первое — класс;
2. второе — подкласс;
3. третье — подподкласс;
4. четвёртое — порядковый номер фермента в подподклассе.

Три уровня названий:

• тривиальные (исторические): трипсин, пепсин, ренин, тромбин — не говорят ни о субстрате, ни о реакции;
• рабочие: субстрат или превращение + суффикс «-аза» (уреаза, лактатдегидрогеназа);
• систематические (по номенклатуре 1961 г.): полностью описывают реакцию, идут в паре с шифром КФ (L-малат: НАД⁺-оксидоредуктаза, КФ 1.1.1.38).

Схемы реакций классов:

1. оксидоредуктазы: Sвосст + S′окисл ⇄ Sокисл + S′восст — одно вещество окисляется, другое восстанавливается;
2. трансферазы: A–X + B → A + B–X — группа X переезжает с донора на акцептор;
3. гидролазы: A–B + H₂O → A–H + B–OH — вода является реагентом;
4. лиазы: A → B + C (или обратно) — разрыв без воды, часто с образованием двойной связи;
5. изомеразы: A → B — одна молекула входит, одна выходит;
6. лигазы: A + B + АТФ → C + АДФ + Фн — соединение молекул с распадом АТФ.

Правила систематических названий:

1. донор: акцептор — оксидоредуктаза;
2. донор: акцептор — переносимая группа — трансфераза;
3. субстрат — (отщепляемая группа) — гидролаза;
4. субстрат: отщепляемая группа — лиаза;
5. субстрат — тип изомеризации — изомераза;
6. вещество 1: вещество 2 — лигаза (тип распада макроэрга в скобках).

Ловушки:

• синтАза (класс 4, лиазы) работает без АТФ; синтЕтаза (класс 6, лигазы) обязательно тратит АТФ;
• киназа (класс 2) и лигаза (класс 6) обе работают с АТФ, но у лигазы АТФ распадается на АДФ + Фн, а у киназы фосфат входит в продукт реакции;
• у гидролазы вода — реагент слева; лиаза рвёт связь без воды (а гидратаза-лиаза, наоборот, присоединяет воду по двойной связи).