Ферменты. Строение и механизм действия. Кинетика ферментативных реакций, страница 7

Первый класс- оксидоредуктазы, ферменты, катализирующие окислительно-восстановительные реакции.

Рациональная (систематическая) номенклатура включает название восстановителя (донора электронов), окислителя (акцептора электронов) и названия класса.

Так, фермент, катализирующий окисление этанола до ацетальдегида (1-й подкласс):

СН₃СН₂ОН + NAD⁺   СН₃СНО + NAD×Н + Н⁺,

называется алкоголь:NAD⁺ оксидоредуктаза (ЕС 1.1.1.1.). Кроме того, ферменты, использующие в качестве окислителя кофермент - никотинамидадениндинуклеотид (NAD⁺) (1-й подподкласс), называют дегидрогеназами, и поэтому этот фермент обычно называют алкоголь дегидрогеназой.

Исключительно важный подподкласс оксидоредуктаз (ЕС 1.2.4.), катализирующих   окислительное   декарбоксилирование

a-кетокислот   с  участием  кофактора  липоамида   и   кофермента тиаминпирофосфата,  будет  рассмотрен  позже  в  гл 3,  разд. 3.1. (пируват-дегидрогеназный комплекс).

Строение  никотинамидадениндинуклеотида(фосфат)а; NAD(P)- переносчика протонов и электронов.

NAD(Р)⁺ + 2Н⁺ +2е^-           NAD(Р)Н + Н⁺

Второй класс - трансферазы, ферменты, катализирующие негидролитические реакции переноса радикала от молекулы-донора к молекуле-акцептору:

XY +ZX + YZ (X, Z¹H₂O или OH^-).

Систематическое название - XY:Z Y-трансфераза.

Два сложных органических соединения - тетрагидрофолат (THF, производное фолиевой кислоты) и S-аденозилметионин, являются важными коферментами трансфераз 1-го подкласса, переносящими одноуглеродные остатки.

Тетрагидрофолат; ТHF:

Образование метионина:

S-аденозилметионин

Третий класс - гидролазы, ферменты, катализирующие реакции гидролиза. Систематическая номенклатура - название субстрата плюс название отщепляемой группы со словом гидролаза. Чаще всего это название субстрата плюс окончание –аза (ДНКазы, РНКазы). Часто употребляются тривиальные названия: трипсин, химотрипсин, эластаза.

Четвертый класс - лиазы, ферменты, катализирующие негидролитическое расщепление субстрата с образованием кратной связи (или цикла) в одном направлении, а в другом - присоединение по кратной связи. Систематическая номенклатура состоит из наименования субстрата, названия отщепляемой группы и слова лиаза.

Пятый класс- изомеразы, ферменты, катализирующие различные процессы изомеризации. Систематическая номенклатура -название субстрата плюс слово изомераза (рацемаза, эпимераза, или мутаза).

Основным переносчиком ацильных групп подкласса ацилтрансфераз (ЕС 2.3) является кофермент А (коэнзим,coenzyme А, СоА или СоАSH):

Шестой класс - лигазы (синтетазы), ферменты, катализирующие реакции присоединения, сопряженные с гидролизом пирофосфатной связи молекулы ATP (или GTP),которая является третьим субстратом. Реакции, катализируемые синтетазами, протекают, как правило, в две стадии (ДНК-лигаза катализирует «сшивку» брешей в ДНК в три этапа) с образованием на первой стадии «активированных» присоединением АМР или кофермента субстратов. Следующие стадии реакции обеспечиваются энергией расщепления активированного промежуточного продукта (как в случае карбоксибиотин-фермента), или пирофосфата. Гидролиз последнего называют движущей или запускающей силой большого числа синтетических реакций, катализируемых не только синтетазами,   например,   синтез   ДНК,   катализируемый

ДНК-полимеразой - нуклеотидилтрансферазой Систематическое название - наименование продукта плюс слово синтетаза, или названия субстратов (через двоеточие) плюс слово лигаза и в скобках наименование продукта, который образуется при гидролизе ATP или GTP. Например, полидезоксирибонуклеотид синтетаза или ДНК-лигаза (образующая АМР).(ЕС 6.5.1.1)

Кофактор биотин является неотъемлемой частью ферментов, катализирующих реакции карбоксилирования, и связан с апоферментом в результате конденсации его карбоксильной группы с аминогруппой Lys. Для осуществления карбоксилирования необходима «активированная» двуокись углерода, которая образуется за счет присоединения СО₂ по имидному атому азота биотина с участием АТР.

Биотин: