Номенклатура

1.Тривиальные названия ферментов (пепсин, трипсин, химотрипсин).

2. Рабочее: по типу катализируемой реакции (дегидрирование – дегидрогеназа, карбоксилирование – карбоксилаза).

3. Систематическое название (международная классификациия): 1972 г

Название субстрата + суффикс –аза

( Пр:, лактат: НАД+- оксидоредуктаза, ацетил-КоА: холин-О-ацетил-трансфераза; липиды – липаза, сахароза – сахараза)

Класс 1 – оксидоредуктазы,

Подкласс 1 – окисляет гидроксильную группу,

Подподкласс 1 – акцептором водорода является НАД: алкогольдегидрогеназа

КФ 1.1.1.1. – это оксидоредуктаза, действует на ОН-группу донора с НАД в качестве акцептора с первым порядко-вым номером в своем подподклассе;

И зоэнзимы отличаются сродством к субстрату, максимальной скоростью катализируемой реакции, чувствительностью к ингибиторам и активаторам, условиями работы (оптимум pH и температуры). Чаще всего -олигомерные белки и «собраны» из разных типов протомеров.

Например, димерный фермент креатинкиназа (КК) 3 изоферментными формы, составленные из двух типов субъединиц: M (англ. muscle – мышца) и B (англ. brain – мозг).(КК1) локализуется в головном мозге, (КК2) – по одной М- и В в миокарде,(КК3) специфична для скелетной мышцы.

Классификация

классы(6): – по типу катализируемой реакции

подклассы – по природе атакуемой химической группы

подподклассы – по характеру атакуемой связи или по природе акцептора

1 . ОКСИДОРЕДУКТАЗЫ– окислительно-восстановительные реакции(в основе

биологического окисления). Систематическое название -«донор-акцептор-

оксидоредуктаза» (например, лактат:НАД+ оксидоредуктаза). -

- 22: дегидрогеназы, оксидазы, моно- и диоксигеназы, пероксидазы.

2 . ТРАНСФЕРАЗЫ (от переносимой группы)–катализирующие межмолекулярный

перенос атомов или функциональных групп (т.е. от донора к акцептору):

-9: аминотрансферазы, ацилтрансферазы, метилтрансферазы

3 . ГИДРОЛАЗЫ(по типу гидролизуемой связи) –гидролиз (расщепление

химической связи с присоединением воды в ионной форме по месту разрыва):

-13:– пептидазы, фосфатазы, эстеразы (гидролизуют сложноэфирные связи),

гликозидазы

4 . ЛИАЗЫ –негидролитический разрыв химических связей (С О, С С, C N и других связей),

обратимые реакции отщепления различных групп от субстратов негидролитическим путем.

Эти реакции могут сопровождаться образованием двойной связи или присоединением групп

к месту двойной связи.

-7подклассов

5. ИЗОМЕРАЗЫ - реакции изомеризации, взаимопревращения оптических и

геометрических изомеров, а также внутримолекулярный перенос групп (в этом

случае они называются также «мутазы»).

-5 подклассов

6 . ЛИГАЗЫ (синтетазы) –присоединение друг к другу 2 молекул с

использованием АТФ (или нуклеозидтрифосфатов):

ИЗОФЕРМЕНТЫ -ферменты, катализирующие одну и ту же реакцию, но отличающиеся -по первичной структуре

-локализованы в разных тканях

Л актатдегидрогеназа (ЛДГ) является тетрамером и состоит из субъединиц типа M (англ. muscle – мышца) и Н (англ. heart – сердце).

Существует пять типов ЛДГ с различным составом и локализацией.

ЛДГ 1 (Н4) и 2 (H3M1) присутствуют в тканях с аэробным обменом (миокард, мозг, корковый слой почек), обладают высоким сродством к молочной кислоте (лактату) и превращают его в пируват.

ЛДГ4 (H1M3) и ЛДГ5 (М4) находятся в тканях, склонных к анаэробному обмену (печень, скелетные мышцы, кожа, мозговой слой почек), обладают низким срод-ством к лактату и катализируют превращение пирувата в лактат.

ЛДГ3 (H2M2)-в тканях с промежуточным типом обмена (селезенка, поджелудочная железа, надпочеч-ники, лимфатические узлы). Активность разных изоферментов ЛДГ в сыворотке крови имеет клинико-диагностическое значение

ЛДГ катализирует реакцию:

Глюкоза ЛДГ _4,5

ПВК молочная кислота + 2 АТФ

СО2 + Н2О + 38 АТФ ЛДГ _1,2

ИММОБИЛИЗОВАННЫЕ ФЕРМЕНТЫ -ферменты,физически (адсорбционное) или химически (ковалентное) связанные с матрицей носителя, которая защищает фермент от инактивирующих воздействий, но в минимальной степени влияет на функционирование его активных центров

Осложнения при работе с ферментами:

–сложность и дороговизна получения достаточных количеств ферментов в чистом виде

--быстро теряют активность под действием различных факторов (изменение Рн, температуры, солевого состава)

--иммунологические

--невозможно создать высокую местную концентрацию фермента при локальных поражениях (не обладают способностью к

«направленному транспорту»)

Материалы носителя: неорганические пористые стекла, силикагели, а также природные или синтетические полимеры.

Виды иммобилизации:.

- реакции ацилирования, в которые могут вступать амино-окси- и некоторые другие группы белка, при этом чаще всего реакция протекает по аминогруппам лизиновых остатков.

- реакция образования азаметиновой связи (оснований Шиффа) м.у. альдегидными группами носителя и аминогруппами белка.

- терапевтические ферменты – иммобилизация на соединениях, характерных для самого организма или даже обладающих собственной биологической активностью, дополняющих или усиливающих действие связанного с ними фермента. Примером может служить фибринолизин, иммобилизованный на гепарине, урокиназа – на альбумине.

- растворимые препараты иммобилизованных ферментов медицинского назначения могут быть получены путем их межмолекулярного слияния. Например, слияние молекул галактозидазы обеспечивает стабилизацию фермента. Одновременно замедляется переваривание фермента и увеличивается время его нахождения в кровотоке.

Преимущества:

-обладают длительным сроком годности

-снижена аллергичность и иммуногенность за счет блокады антигенных участков белка макромолекулой носителя

-слабо восприимчивы к действию естественных ингибиторов

-проявляют терапевтическую активность в течение длительного времени

-более высокая стабильность ферментных препаратов,

-возможность их удаления из реакционной среды и его повторного использования

-возможность создания непрерывных процессов на ферментных колонках

-получение продукта реакции, не загрязнённого ферментом

-носитель обеспечивает устойчивость и направленную доставку фермента предпочтительно в зону поражения, т.е. в

определенный орган или ткань.

Область применения:

-могут быть компонентами аналитических систем для клинического биохимического анализа

-могут служить для модификации внутренних поверхностей, как различного рода протезов, так и медицинских аппаратов

-могут являться компонентами перевязочных и дренирующих материалов, обеспечивающих ускорение заживления и

очищения ран.

Если фермент служит для лечения местных поражений (опухолей, тромбов) и его присутствие в других органах нежелательно, то создаются биосовместимые и биоразлагаемые производные ферментов в виде микрочастиц, гранул, таблеток.

Некоторые иммобилизованные ферменты используются для наружного применения, при включении в состав различных мазей или кремов.