Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Лекции биохимия Алферов.doc
Скачиваний:
186
Добавлен:
14.12.2020
Размер:
5.22 Mб
Скачать

Особенности ферментов как биокатализаторов

Ферменты как катализаторы имеют ряд особенностей:

Высокоэффективные катализаторы - ускоряют реакцию в 1010раз:

1 моль каталазы при 00 С обеспечивает разложение за 1 мин 5 млн. H2O2, в то время как 1 моль Pt катализирует только 250- 2000 молекул H2O2.

Высокоспецифичны - катализируют, как правило, реакцию одного типа или воздействуют на один субстрат. Это наиболее важное свойство ферментов.

Эффективно работают в мягких условиях.

Синтез аммиака по реакции: N2 + 3H2 = 2NH3 проводят при t = 500-5500C, p = 107-108Па, ферменты, содержащиеся в бобовых культурах обеспечивают протекание подобного процесса при обычных условиях.

Ферменты - это катализаторы, работу которых можно регулировать.

Классификации ферментов и номенклатура.

Классификация ферментов по строению

Ферменты

простые-

состоят только из полипептидных цепей

сложные-

в состав сложных входят группы небелковой природы

кофермент или простетическая группа

(группа небелковой природы)

апофермент

(белковая часть фермента)

ФЕРМЕНТЫ по уровню организации белковых молекул

могут иметь только третичную структуру (одну полипептидную цепь) и четвертичную структуру (несколько полипептидных цепей). Последние - аллостерические ферменты.

Классификация ферментов по типу катализируемой реакции и номенклатура ферментов

В номенклатуре ферментов, введенной Международным биохимическим союзом (IUB) используется принцип классификации ферментов по типу катализируемой реакции и ее механизму. Основные принципы номенклатуры следующие:

Выделяют 6 классов ферментов, катализирующих 6 типов реакций:

Оксидоредуктазы.

Трансферазы.

Гидролазы.

Лиазы

Изомеразы.

Лигазы.

В каждом из 6 классов имеется несколько подклассов (от 4 до 13).

Систематическое название фермента состоит из 2-х частей: названия субстрата, типа катализируемой реакции и части слова -аза.

Дополнительная информация, если она необходима для уточнения, заключается в скобках.

Н апример:

L-малат пируват

Фермент L-малат:NAD+оксидоредуктаза (декарбоксилаза)

Каждый фермент обозначается специальным шифром, указывающим номер класса, подкласса, подподкласса и номер фермента в подподклассе. Например: 2.6.1.2 - аланин:оксоглутарат-аминотрасфераза.

Помимо систематического названия указывается рабочее название фермента.

Принципы построения рабочего названия фермента

Оксидоредуктазы - ферменты, катализирующие реакции окисления-восстановления.

Окисление может осуществляться двумя путями:

а) Отщепление от субстрата атомов водорода.

В этом случае рабочее название там, где это, возможно, включает термин дегидрогеназа.

Например:

Н азвание фермента включает название донора водорода и термин - дегидрогеназа: лактатдегидрогеназа.

Альтернативой этому может быть использование термина - редуктаза. Название редуктаз складывается из названия акцептора атомов водорода и термина - редуктаза.

Например:

Г идроксиметилглутарил-СоА-редуктаза

Термин оксидаза употребляется, когда акцептором водорода является кислород. Например, цитохромоксидаза.

б) Включение в молекулу субстрата кислорода.

Ферменты, катализирующие данную реакцию, называются оксигеназами (монооксигеназами или диоксигеназами, в зависимости от количества атомов кислорода, включенных в молекулу субстрата).

Пример:

Ф енилаланинмонооксигеназа

Трансферазы катализируют реакции переноса различных групп от одного субстрата, который является донором, к другому - акцептору. В зависимости от переносимых групп ферменты носят названия метилтрансферазы, аминотрансферазы, ацетилтрансферазы и т.д.

Рабочее название трасфераз обычно строится по типу: акцептор - переносимая группа - термин трансфераза.

Х олинацетилтрансфераза

Реже название фермента складывается по типу: донор - переносимая группа - трансфераза. такой тип названия характерен для аминотрансфераз.

А ланинаминотрансфераза (т.к. 2-оксоглутарат-универсальный сборщик аминогрупп).

В ряде случаев используются специальные термины, например: киназа переносит фосфатные группы от АТФ на какой-либо акцептор. Название складывается из названия акцептора и термина киназа.

ф осфоенолпируват

Фермент - пируваткиназа.

Гидролазы катализируют разрыв связей в молекуле за счет присоединения молекул воды. Название складывается из названия субстрата + окончание аза.

Ф ермент - аргиназа.

Некоторые ферменты этого класса имеют название, в состав которого не входит окончание аза.

Например, ацетоацетилкофермент А

Ф ермент - ацетоацетилКоАгидролаза.

К гидролазам относятся все пищевые ферменты, а также ферменты, входящие в состав лизосом - амилолитические, протеолитические, липолитические, нуклеазы, фосфотазы.

Лиазы катализируют разрыв связи в молекуле или отрыв фрагмента с образованием двойной связи. Для ферментов этого класса часто употребляется термины декарбоксилаза, карбоксилаза, дегидратаза, гидратаза, альдолаза. Название строится из названия субстрата + соответствующий термин.

Ф ермент - пируватдекарбоксилаза.

Ф ермент - фумаратгидратаза

Ф ермент - цитратсинтаза.

Изомеразы катализируют превращения в пределах одной молекулы, т.е. катализируют реакции внутримолекулярной перестройки. Название ферментов зависит от типа реакции изомеризации.

Например:

D-аланин  L-аланин (фермент - аланинрацемаза)

глюкозо-6-фосфат  фруктозо-6-фосфат (фермент - глюкозофосфатизомераза).

Лигазы (синтетазы) катализируют присоединение молекул друг к другу за счет энергии макроэргических фосфодиэфирных связей молекулы АТФ. Название складывается следующим образом: конечный продукт реакции + термин «синтетаза»

Ф ермент - глутаминсинтетаза.

В качестве источников энергии могут выступать и другие нуклеотиды (ГТФ).

Ф ермент - СукцинилКоАсинтетаза.

В реакциях, где одним из исходных соединений является СО2 используют термин карбоксилаза. Название фермента: название субстрата + термин «карбоксилаза».

Ф ермент - пируваткарбоксилаза.