2.7. Ферменттердің жіктелуі мен номенклатурасы

2.7.1. Көптеген ферменттердің аталуында «аза» жалғауы бар, ол реакция субстратының аталуына қосылады (мысалы: уреаза, сахараза, липаза, нуклеаза) немесе белгілі бір субстраттың химиялық өзгерісінің аталуына қосылады (мысалы: лактатдегидрогеназа, аденилатциклаза, фосфоглюкому-таза, пируваткарбоксилаза).Дегенмен кейбір ферменттердің тарихи аталуы да сақталған, олар субстрат туралы да, олардың химиялық өзгеруі туралы да ешбір мәлімет бермейді (мысалы трипсин, пепсин, ренин, тромбин ж.т.б.).

2.7.2. 1961 ж. биохимия және молекулалық биологияның Халықаралық одағы табиғатта кездесетін ферменттерді бір жүйеге келтіру үшін оларға жалпы номенклатураны дайындап шығарды. Бұл номенклатура бойынша ферменттер катализдейтін химиялық реакциялардың түріне қарай алты негізгі класқа бөлінді. Осы жіктелуге сәйкес барлық ферменттер бөлінеді: класстарға– катализдейтін реакция типіне қарай, әрбір класс топқа бөлінеді – шабуылданатын химиялық топтың табиғатына сәйкес, топтар топшаларға бөлінеді – шабуылданатын байланыстың немесе акцептордын табиғатына қарай.

I класс – оксидоредуктазалар; II класс – Трансферазалар; III класс – Гидролазалар; IV класс – Лиазалар; V класс – Изомеразалар; VI класс – Лигазалар.

Бұл жіктелу ферментті нақты анықтау үшін қажет: әрбір фермент үшін кодтық сан бар (шифр). Мысалы, фермент маладегидрогеназаның жүйелі аталуы L-малат: NAD-оксидоредуктаза және шифры - 1.1.1.38. Бірінші сан ферменттің класының нөмірін көрсетеді (бұл жағдайда 1 саны фермент оксидоредуктазалар класына жататынын көрсетеді); екінші саны катализденетін реакция түрін көрсетеді (бұл мысалда гидроксилды топ тотығады); үшінші сан коферменттің қатысын көрсетеді (бұл жерде - кофермент NAD+), соңғы сан – ферменттің осы топтағы реттік нөмірін көрсетеді.

1. Оксидоредуктазалар әртүрлі тотығу-тотықсыздану реакцияларын катализдейді. Класс келесі топтарға бөлінеді:

а) дегидрогеназалар дегидрлеу ракцияларын катализдейді (дегидрленетін субстраттан басқа акцепторға электрондарды тасымалдау арқылы сутекті бөліп алу). Электрондардың акцепторы ретінде NAD+, NADP+, FAD, FMN коферменттері пайдаланылады. Осы топқа малатдегидрогеназа, изоцитрат-дегидрогеназа, сукцинатдегидрогеназа, α-кетобутиратдегидрогеназа және т.б. ферменттер жатады;

Малаттың дегидрлену реакциясы:

б) оксидазалар– молекулалық оттектің қатысуымен тотығу реакцияларын катализдейді.

Цитохромоксидаза ферментімен катализденетін реакция

в) оксигеназалар (гидроксилазалар) субстрат молекуласының гидроксил тобына оттегі атомын енгізу арқылы тотығу реакцияларын катализдейді:

1) монооксигеназалар – тотығатын затқа оттегінің бір атомын енгізеді.

Реакция молекулалық оттегінің қатысуымен өтеді, оның бір атомы субстратпен байланысады, ал екіншісі су молекуласының түзілуіне қатысады.

Фенилаланинның гидроксилдену реакциясы:

Реакция коферменттері: тетрагидробиоптерин (Н₄БП) және дигидробиоптерин (Н₂БП)

2) Диоксигеназалар–тотығатын қосылысқа 2 оттек атомын енгізеді. Бұл жиі циклді құрылымның ыдырауна әкеледі. Байланыстың үзілген жеріне оттегі атомдары қосылады:

Мысалы, триптофанның бұзылысы формилкенурениннің түзілуінен басталады. Осы реакцияны катализдейтін фермент гемопротеин,оның аталуы триптофан- 2,3-диоксигеназа.

11. Трансферазалар- функционалды топтарды тасымалдайтын реакция-ларды катализдейді. Тасымалдайтын топтарға байланысты 8 топқа бөлінеді: аминотрансферазалар, ацилтрансферазалар, метилтрансферазалар, гликозил-трансферазалар, киназалар (фосфотрансфераалары) ж.т.б.

АлТ ферментімен катализденетін реакция (Аланин-а-кетоглутарат-аминотрансфераза), трансферазалар класына, аминотрансферазалар топшасына жатады : кофермент пиридоксальфосфат- ПФ

Протеинкиназа ферментімен катализденетін реакция, трансфераза класына,фосфотрансфераза тобына жатады: АТФ фосфор қышқылы қалдығының доноры

111. Гидролазалар --гидролиз реакцияларын катализдейді ( су молекуласы-ның ковалентті байланыстың үзілген жеріне қосылуы). Субстратқа байла-нысты топтарға бөлінеді. Аталуы субстрат молекуласына немесе нақты гидролизге ұшырайтын химиялық байланысқа тәуелді: протеазалар, амилазалар, гликозидазалар, нуклеазалар, эстеразалар, фосфатазалар және т.б.деп аталады.

Нәруыз (белок) молекуласының гидролиздену реакциясы

1Y. Лиазалар- лиазаларға гидролитикалық емес жолмен белгілі бір топтарды , СО₂, Н₂О, -NH₂ , SH₂ және т.б_. сияқтыларды субстраттан бөліп алатын немесе қос байланысқа қосатын (мысалы, су молекуласын) ферменттер жатады.

Декарбоксилдену реакциясы (CO₂ молекуласының бөлінуі)

Коферменті пиридоксальфосфат -ПФ

Фумаратқа су молекуласының қосылу реакциясы

Y. Изомеразалар әр түрлі молекулаішілік өзгерістерді катализдейді

Фосфоглюкоизомераза ферментімен катализденетін реакция:

Y1. Лигазалар (синтетазалар) ковалентті байланысты түзе отырып, екі молекуланың бір-біріне қосылып молекуланы күрделендіре жүретін реакцияларын катализдейді. АТФ энергиясы немесе басқа да макроэргиялық қосылыстардың энергиясы пайдаланылады.

Глутаминсинтетаза ферментімен катализденетін реакция: