Введение в энзимологию. Свойства ферментов

Катализатор — это вещество, которое ускоряет химическую реакцию, но само в ходе этой реакции не расходуется.

Энзим (en zyme — в дрожжах), фермент (fermentum — закваска) — термины для обозначения биологических катализаторов белковой природы.

Рибозим — это биологический катализатор рибонуклеиновой природы.

Субстратом (S) называют вещество, химические превращения которого в продукт (Р) катализирует фермент (Е).

Чтобы произошла химическая реакция, необходимы следующие условия:

1) молекулы должны сблизиться (столкнуться);

2) запас энергии молекул в момент столкновения должен быть не ниже энергетического барьера реакции.

Классификация и номенклатура ферментов

В начале ХХ в. предложили называть ферменты по названию субстрата с добавлением суффикса -аза (amylum — амилаза, lipos — липаза, protein — протеиназа). В 1961 г. Ме­ждународный Совет Биохимиков (IUB) предложил положить в основу названия и классификации ферментов тип химической реакции и ее механизм. Все ферменты разделили на 6 классов, каждый из ко­торых состоит из 4–13 подклассов: оксидоредуктазы, трансферазы, гидролазы, лиазы, изомеразы, лигазы (синтетазы).

1. Оксидоредуктазы — это ферменты, катализи­рующие окислительно-восстано-вительные реакции с участием двух субстратов А и В: А _red. + В_ox à А_ox + В_red

2. Трансферазы — это ферменты, катализирующие реакции межмолекулярного переноса группы Х (отличной от атома водорода) с субстрата А на субстрат В: А-Х + В <–>
А + В-Х.

3. Гидролазы это ферменты, которые катализируют расщепление внутримолекулярных связей с участием воды. Например, Ацетилхолин + Н₂О < – > Холин + Уксусная кислота.

4. Лиазы — это ферменты, отщепляющие группы от субстратов по негидролитическому механизму с образованием двойных связей и присоединением веществ по месту двойной связи.

5. Изомеразы катализируют превращения различных типов оптических, геометрических и по­зиционных изомеров.

6. Лигазы катализируют соединение двух молекул, сопряженное с разрывом пирофосфатной связи АТФ или другого макроэргического соединения.

Каждый фермент по классификации ферментов (КФ, ЕС) обозначается че­тырьмя цифрами (шифр фермента): 1— класс, 2 — подкласс. 3 — подподкласс, 4 — номер фермента в спи­ске подподкласса. Так, например, КФ 2.7.1.1 означает: класс 2 (трансферазы), подкласс 7 (перенос фос­фата), подподкласс 1 (алкогольная группа — акцептор фосфата). Конечное на­звание — гексокиназа, или АТФ:D-гексоза-6-фосфотрансфераза, фермент, ката­лизирующий перенос фосфата с АТФ на гидроксильную группу у шестого углеродного атома глюкозы.