Номенклатура оксидоредуктаз

Структура систематического названия оксидоредуктаз такова: название субстрата – донора электронов (восстановителя): название акцептора электронов (окислителя) – название класса (оксидоредуктаза.). Таким образом, приступая к построению названия фермента необходимо:

· установить субстрат;

· установить акцептор электронов.

Поскольку многие окислительно-восстановительные реакции обратимы, а прямую и обратную реакцию катализирует один и тот же фермент, то условлено, что в качестве субстрата для построения названия фермента выбирается метаболит, являющийся донором электронов, т.е. субстрат, подвергающийся окислению.

Тривиальные названия оксидоредуктаз имеют следующую структуру: приставка - название субстрата, корень – название группы оксидоредуктаз. Наиболее распространенные группы оксидоредуктаз следующие:

1. Дегидрогеназы – оксидоредуктазы, катализирующие дегидрирование субстрата с использованием в качестве акцептора водорода любых молекул кроме кислорода.

2. Если перенос водорода от молекулы донора трудно доказуем, то такие оксидоредектазы называют редуктазами.

3. Оксидазы – оксидоредуктазы, катализирующие окисление субстратов с молекулярным кислородом в качестве акцептора электронов без включения кислорода в молекулу субстрата.

4. Монооксигеназы – оксидоредуктазы, катализирующие внедрение одного атома кислорода в молекулу субстрата с молекулярным кислородом в качестве донора кислорода.

5. Диоксигеназы – оксидоредуктазы, катализирующие внедрение 2 атомов кислорода в молекулу субстрата с молекулярным кислородом в качестве донора кислорода.

6. Пероксидазы – оксидоредуктазы, катализирующие реакции с пероксидом водорода в качестве акцептора электронов.

Рассмотрим ряд примеров.

1). Восстановление пирувата до лактата:

В рассматриваемом примере донор электронов - лактат. Акцептором электронов, т.е. окислителем выступает НАД⁺.

Систематическое название фермента КФ 1.1.1.27. – лактат:НАД⁺-оксидоредуктаза, тривиальное – лактатдегидрогеназа.

2). Окисление глицеральдегид-3-фосфата до 1,3-дифосфоглицерата:

Фермент, катализирующий окисление глицеральдегид-3-фосфата в 1,3-дифосфоглицерат, имеет код КФ 1.2.1.12.

Систематическое название фермента КФ 1.2.1.12. – глицеральдегид-3-фосфат:НАД⁺-оксидоредуктаза, тривиальное - глицеральдегид-3-фосфат-дегидрогеназа.

3). Окислительное декарбоксилирование пирувата:

Фермент, катализирующий окислительное декарбоксилирование пирувата, имеет код КФ 1.2.4.1.

Систематическое название этого фермента – пируват:липоамид-оксидоредуктаза, тривиальное – пируватдегидрогеназа.

4). Восстановление сульфит-иона до сероводорода с помощью НАДФН:

Систематическое название этого фермента – сероводород:НАДФ⁺-оксидоредуктаза, тривиальное – сульфитредуктаза.

5). Окисление β-D-глюкозы кислородом без включения в его молекулу атомов кислорода:

Систематическое название этого фермента – β-D-глюкоза:кислород-оксидоредуктаза, тривиальное – глюкозооксидаза.

6). Окисление α-аминокислот кислородом без включения в их молекулы атомов кислорода из молекулы кислорода, например:

Кислород в молекуле пирувата появляется из молекулы воды после быстрого неферментативного гидролиза первоначально образующейся 2-имино-пропионовой кислоты.

Систематическое название этого фермента – L-аланин:кислород-оксидоредуктаза, тривиальное – L-аланиноксидаза.

7). Окисление фенилаланина кислородом в присутствии тетрагидро-птеридина с включением одного атома кислорода из молекулы кислорода:

Систематическое название фермента КФ 1.14.16.1.– фенилаланин-4: кислород-оксидоредуктаза-[тетрагидроптеридин], тривиальное – фенилаланин-4-монооксигеназа.

8). Гидроксилирование остатков пролина в проколлагене кислородом в присутствии аскорбиновой кислоты с включением одного атома кислорода в молекулу субстрата:

Систематическое название фермента КФ 1.14.11.2.– проколлагенпролин-4: кислород-оксидоредуктаза-[аскорбат], тривиальное – проколлагенпролин-4-монооксигеназа.

Цифра 4 показывает к какому атому углерода пролинового кольца присоединяется гидроксильная группа.

9). Окисление цистеина кислородом с включением в молекулу цистеина обоих атомов кислорода:

Систематическое название фермента КФ 1.13.11.20.– цистеин:кислород-оксидоредуктаза, тривиальное – цистеиндиоксигеназа.

10). Окисление триптофана кислородом с включением обоих атомов кислорода в молекулу триптофана:

Систематическое название фермента КФ 1.13.11.11.– триптофан-2,3: кислород-оксидоредуктаза, тривиальное – триптофан-2,3-диоксигеназа.

Цифры 2,3 указывают место разрыва связи С=С и присоединение атомов кислорода по месту ее разрыва.

В заключение следует отметить ферменты, действующие на пероксид водорода и супероксидные радикалы в качестве акцепторов электронов.

11). Разложение пероксида водорода:

12). Диспропорционирование супероксидного радикала:

Эти ферменты не имеют систематических названий и называются соответственно: КФ 1.11.1.6. – каталаза и КФ 1.15.1.1. – супероксиддисмутаза.