Ферменттер классификациясы.

Жасушаның жеке құрылымдық элементтеріндегі əрекеттер де, сондай-ақ бүтіндей жасушаның өзіндегі əрекеттер де ферменттердің қатысуымен ғана өтеді. Сондықтан жасушадағы барлық биохимиялық процестер ферментативтік болып есептеледі. Катализдейтін реакцияның түріне сəйкес ферменттер алты негізгі топқа бөлінеді:

1) оксиредуктазалар, 2) трансферазалар, 3) гидролазалар, 4) лиазалар, 5) изомеразалар,

6. лигазалар.

Оксиредуктазалар. Сутегі атомының немесе электрондардың тасымалдануын катализдейді. Дем алу жəне ашу процестеріне қатысады. Олардың іс əрекетінің нəтижесінде органикалық заттардан энергия бөлінеді. Бұл топқа дегидрогеназалар жатады: 1) анаэробты дегидрогеназалар, олардың белсеңді тобына НАД жəне НАДФ кіреді, мысалы, глицератдегидрогеназа, лактатдегидрогеназа жəне 2) аэробты дегидрогеназа, олардың тобына НАД немесе НАФ,. Мысалы, малатдегидрогеназа, кето-глутурутдегидрогеназа. Сонымен қатар, осы топқа оксигеназа – субстрат молекуласына оттегі атомдарының енуін катализдейтін ферменттер жатады.

Трансферазалар. Фосфор қышқылының қалдығы – фосфортрансфераза, аминотоптың қадығы – аминотрансферазалар сияқты атомдардың тасымалдануын катализдейді.

Гидролазалар. Күрделі органикалық қосылыстардың судың қатысуында гидролизін катализдейді, мысалы, эстеразалар (липазалар,пектинэкстеразалар), карбогидразалар (лактаза, инвертаза, амилаза, целлюлаза), протеаза (петидазалар, протеиназалар).

Лиазалар. Əр түрлі топтардың субстрат молекуласынан гидролитикалық емес жұлынуды катализдейді, мысалы, аминоқышқылдардың декарбоксилазалары, альдолазалар, енолазалар.

Изомеразалар. Органикалық заттарды изомерлеріне айналуын катализдейді, мысалы, триозофосфатизомераза 3-фосфоглицеральдегидтің диоксиацетон-фосфатқа айналуын катализдейді.

Лигазалар. Төмендегідей схема бойынша АТФ молекуласының бір уақытта ыдыраған екі морлекуланың қосылуын катализдейді:

В + АТФ = ВФ + АДФ А + ВФ = АВ + Ф

Осылайша пируваткарбоксилаза пировиноград қышқылынынан жəне СО₂-ден щавель сірке қышқылының синтезін катализдейді.

Ақуыз молекулалары өте үлкен, сондықтан ферменттердің молекулалық массасы миллионнан асады. Бірақ молекулалық массасы 1000 болатын ферменттер де бар. Ферменттердің ерекшелігі деп оның белгілі бір субстратқа тигізетін əсерін түсінеміз, мысалы сахароза тек сахарозаны, уреаза тек мочевинаға əсер етеді де оның изомерлеріне əсер ете алмай ды. Өзінің ерекшелігін фермент каталитикалық орталық арқылы білдіреді. Бұл орталықты ферменттік ақуыздың молекуласында аминоқышқылдары белгілі аминоқылдық ретпен жəне кеңістіктік конфигурациясы бар аминоқышқылдық тізбек құрайды.

Ферменттердің бір бөлігі күрделі ақуыздар – құрамына ақуыздық бөліктен басқа апоферменттер жəне ақуыздық емес бөлігі - коферменттер болатын протеидтер болып келеді.

Көп жағдайларда дəрумендердер коферменттер болады. Мысалы, сірке қышқылының пировиноград қышықылынан пайда болуын катализдейтін пируватдекабоксилаза құрамына тиамин (витамин В1) кіреді. Дегидрогеназалардың құрамына көбінесе рибофлавин (витамин В2) кіреді. Ферменттер молекуласында металл ионадарына ие болатын комплекстер бола алады. Металдар электрондар тасымаолауына қатысады деп есептейді. Кем дегенде 15 металдар ионның, соның ішінде микроэлементтердің ферменттерді белсеңдендіретіні əйгілі.

Коферменттер катализдейтін реакцияның табиғатын анықтайды. Атқаратын функцияларға қатысты, оларды уш топқа бөлуге болады:

1. Сутек атомдарын немесе электрондарды тасымалдайтын коферменттер. Олар тотығу-тотықсыздану ферменттері – оксиредуктазалармен байланысты.

2. Атомдар тобын тасымалдайтын коферменттер. Олар трансферазалармен байланысты.

3. Көміртек байланысының синтезін, ыдырауын жəне изомеризациясын катализдейтін коферменттер. Бұл топ лиазалар, изомеразалар жəне лигазалардйң əсерімен байланысты.

Бірінші топқа құрамына никотин-амид кіретін топтар жатады.Олар нуклеотидтер – пиридин туындылары болып келеді. Бұл топқа никотинамидадениндинуклеотид (НАД) жəне ниеотинамидадениндинуклеотидфосфат (НАДФ) жатады. Бұл коферменттер дегидрогеназа құрамына кіреді де спирт, оксиқышқыл жəне кейбір аминоқышқылдардың сəйкес алдегидтенріне, кетондар мен кетоқышқылдардың айналуына қатысады (1 сүр). Екі коферменттердің де (НАД жəне НАДФ) құрамына субстраттанэлектрондан немесе протондар жұбын тасымалдайтын, мысалы этил спиртінің алкогольдегидрогеназаның қатысуымен тотығуында, никотн-амид кіреді. Коферменттердің екінші тобына аденозинтрифосфат (АТФ) кіреді,қосылу энергиясына өте бай,монохондрияд синтезделеді. Əрбір макроэргитикалық, фосфооангидридтық молекчула байланысындағы гидролититикалық бөлінуде АТФ-тің 30 кДж\моль-і бөлінеді. АТФ-тің АДФ-қа ауысуында бөлінетін энергия фосфорланған қосылысқа ауысады немесе жылу түрінде бөлінеді. Коферменттің үшінші тобына а-кетокислоттың кетосахарға ауысуына қатысатын: 1. тиаминпирофосфат кіреді. Бұл фермент пируватдекарбоксил құрамына кіреді. Тиаминпирофосфат пируват декарбоксилденуіне ғана қатыспай, кетаглутар қышқылының тотығу декарбоксилденуінде, -қышқылдар жəне дикетондардың пайда болуы мен ыдырауында да қатысады. 2. биотин ферментке кофермент ретінде кіреді жəне ері кабоксиметилдеу реакциясын катализдейді; бұл реакцияларда биотин СО₂ тасымалдаушысы болып əсер етеді. Бұл кезде АДФ-қа ауысатын АТФ қатар жүреді, мысалы, пируваттан щавель-сірке қышқылының пайда болуында.

Ферменттердің көбісі жасуша ішінде орналасады. Бірақ көп клеткалар клетка қабырғасының сыртқы бетінде орналасады, мысалы целлюлоза жəне крахмал гидролазалары. Эндоферменттер көп жағдайда клетка органоидтарында орналасады, бірақ цитоплазмада да бола алады, мысалы ашу процесін катализдейтін ферменттер – фосфогексоизомераза, альдолаза, пентоз циклінің ферменттері.

Негізгі əдебиеттер:1 [5-9,27],2,5

Қосымша əдебиеттер: 9,10,11 [15-20]