Ферменты

Препараты, содержащие ингибиторы моноаминоксидазы (наком, мадопар), повышают выработку нейромедиаторов катехоламинов в ЦНС при лечении паркинсонизма. Подавление активности моноаминооксидазы (разрушающей катехоламины) сохраняет нормальную передачу сигналов в нервной системе.

Ингибиторы ангиотензинпревращающего фермента (каптоприл, эналаприл и т.п.) используются как антигипертензивное средство и вызывают расширение периферических сосудов, уменьшение нагрузки на миокард, снижение артериального давления.

Аллопуринол – ингибитор ксантиноксидазы, фермента катаболизма пуринов, требуется для снижения образования мочевой кислоты и подавления развития гиперурикемии и подагры.

Ингибиторы гидроксиметилглутарил-КоА-редуктазы (ловастатин, флувастатин, аторвастатин) применяются для снижения синтеза холестерола при атеросклерозе, заболеваниях сердечно-сосудистой системы, дислипопротеинемиях.

Ингибитор карбоангидразы (ацетазоламид) используется как мочегонное средство при лечении глаукомы, отеков, эпилепсии, алкалозах и горной болезни.

 

12. Классификация  и номенклатура ферментов.

В 1961 г в Москве V Международный биохимический союз принял современную классификацию ферментов. В соответствии с этой классификацией все ферменты делятся:

• на классы – по типу катализируемой реакции,
• каждый класс подразделяется на подклассы – по природе атакуемой химической группы,
• подклассы делятся на подподклассы – по характеру атакуемой связи или по природе акцептора.

Выделяют 6 классов ферментов:

• I класс    –  Оксидоредуктазы
• II класс   –  Трансферазы
• III класс  –  Гидролазы
• IV класс  –  Лиазы
• V класс   –  Изомеразы
• VI класс  –  Синтетазы (лигазы)

 

Каждому ферменту присвоен четырехзначный классификационный номер, включающий класс, подкласс, подподкласс и порядковый номер в подподклассе.

Например, алкогольдегидрогеназа имеет номер КФ 1.1.1.1. – это оксидоредуктаза, действует на ОН-группу донора с НАД в качестве акцептора с первым порядковым номером в своем подподклассе; лактатдегидрогеназа – КФ 1.1.1.27, действует на ОН-группу донора с НАД в качестве акцептора с порядковым номером 27 в своем подподклассе

Чтобы дать ферменту название существует два способа:

1. Систематическое название – согласно современной классификации http://www.chem.qmul.ac.uk/iubmb/enzyme/. Часто такое название длинно и сложно для использования, поэтому как производное систематического названия у многих ферментов имеется одно или несколько рабочих названий.

2. Тривиальное название – название, сложившееся исторически. Например, пепсин, трипсин. Для некоторых ферментов (чаще для гидролаз) к названию субстрата добавляется окончание "-аза" – уреаза, амилаза, липаза. Тем не менее и у таких ферментов имеется систематическое название.

 

Приложение.

I класс. Оксидоредуктазы

 

 Ферменты этого класса катализируют окислительно-восстановительные реакции, лежащие в основе биологического окисления. Класс насчитывает 22 подкласса. Коферментами этого класса являются НАД, НАДФ, ФАД, ФМН, убихинон, глутатион, липоевая кислота.

Примером подклассов могут служить ферменты, действующие на СН-ОН-группу доноров, на СH-СН-группу доноров, на СН-NН2-группу доноров, на гемсодержащие доноры.

Если рассматриватиь класс полностью, то в подклассы выделяются группы ферментов, действующие на: 
1.1. CH-OH группу доноров; 
1.2. альдегидную или кетоновую группу доноров; 
1.3. CH-СH группу доноров; 
1.4. CH-NH2 группу доноров; 
1.5. CH-NН группу доноров; 
1.6. НАДH или НАДФН в качестве доноров; 
1.8. содержащие серу группы доноров; 
1.9. гем-содержащие доноры; 
1.10. дифенолы в качестве доноров; 
1.11. пероксид водорода в качестве акцептора; 
1.11. водород в качестве донора; 
1.13. один донор с включением молекулярного кислорода; 
1.14. два донора с включением молекулярного кислорода; 
1.15. супероксидные радикалы в качестве акцептора; 
1.17. СН2 группу доноров; 
1.18. ферредоксин в качестве донора; 
1.19. флаводоксин в качестве донора; 
1.20. фосфор или мышьяк в качестве донора; 
1.21. на вещества Х-Н и Y-Н с образованием X-Y-связи; 
1.22. галоген в качестве донора; 
1.97. другие оксидоредуктазы.

 
На подподклассы деление производится в зависимости от акцептора – НАД+ или НАДФ+ (1.1.1., 1.2.1., 1.3.1., 1.4.1.), дисульфиды (1.2.4.), кислород (1.3.3.). Например, каталаза (КФ 1.11.1.6), пероксидаза (КФ 1.11.1.7).

Наиболее распространены следующие рабочие названия оксидоредуктаз:

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  оксидоредуктазы 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.

Систематическое название образуется:

Донор электронов : акцептор электронов – оксидоредуктаза.

 

Пример 1

Характеристика фермента

Систематическое название	Алкоголь:НАД-оксидоредуктаза
Рабочее название	Алкогольдегидрогеназа
Класс	1. Оксидоредуктазы
Подкласс	1.1. Действующие на СН-ОН-группу  доноров
Подподкласс	1.1.1. с НАД+ или НАДФ+ в качестве акцептора
Классификационный номер	КФ 1.1.1.1.
Кофакторы	Никотинамидадениндинуклеотид. Железо или цинк.

 

 

Пример 2

Характеристика фермента

Систематическое название	Сукцинат:ФАД-оксидоредуктаза
Рабочее название	Сукцинатдегидрогеназа
Класс	1. Оксидоредуктазы
Подкласс	1.3. Действующие на СН-СН-группу  доноров
Подподкласс	1.3.99. с ФАД+ в качестве акцептора
Классификационный номер	КФ 1.3.99.1.
Кофакторы	Флавинадениндинуклеотид

 

 

Пример 3

Характеристика фермента

Систематическое название	Фенилаланин.Тетрагидробиоптерин:кислород-оксидоредуктаза
Рабочее название	Фенилаланин-4-монооксигеназа Фенилаланин-гидроксилаза
Класс	1. Оксидоредуктазы
Подкласс	1.14. Два донора с включением молекулярного  кислорода
Подподкласс	1.14.16. С восстановленным птеридином  в качестве донора и включением  одного атома кислорода
Классификационный номер	КФ 1.14.16.1
Кофакторы	Тетрагидробиоптерин. Железо.

 

 

II класс. Трансферазы

Трансферазы катализируют реакции переноса различных групп от одного субстрата (донор) к другому (акцептор), участвуют в реакциях взаимопревращения различных веществ, обезвреживания природных и чужеродных соединений. Коферментами являются пиридоксальфосфат, коэнзим А, тетрагидрофолиевая кислота, метилкобаламин. Класс подразделяется на 9 подклассов в зависимости от строения переносимых групп.

Примером подклассов являются ферменты, переносящие одноуглеродные фрагменты, альдегидные или кетоостатки, ацильные остатки, азотсодержащие группы, фосфорсодержащие группы.

Если рассматривать класс полностью, то в подклассы выделяются группы ферментов в зависимости от вида переносимой группы: 
2.1. переносящие одноуглеродные фрагменты; 
2.2. переносящие альдегидные и кетогруппы; 
2.3. переносящие ацильные группы; 
2.4. переносящие гликозильные группы; 
2.5. переносящие неметильные алкильные и арильные группы; 
2.6. переносящие азотсодержащие группы; 
2.7. переносящие фосфорсодержащие группы. 
2.8. переносящие сульфосодержащие группы; 
2.9. переносящие селенсодержащие группы. 
На подподклассы деление производится в зависимости от вида переносимой группы – метил (2.1.1.), карбоксиметил или формил (2.1.2.), амино-группы (2.6.1.).

Часто встречается рабочее название трансфераз – киназы. Это трансферазы, катализирующие перенос фосфата от АТФ на субстрат (моносахариды, белки и др), т.е. фосфотрансферазы.

Систематическое название образуется:

Донор группы : акцептор группы – переносимая группа трансфераза.

 

Пример 1

Характеристика фермента

Систематическое название	АТФ:D-гексоза-6-фосфотрансфераза
Рабочее название	Гексокиназа
Класс	2. Трансферазы
Подкласс	2.7. Переносящие фосфорсодержащие  группы
Подподкласс	2.7.1. Со спиртовой группой в качестве  акцептора
Классификационный номер	КФ 2.7.1.1.
Кофакторы	Магний

 

 

Пример 2

Характеристика фермента

Систематическое название	АТФ:фруктозо-6-фосфат-фосфотрансфераза
Рабочее название	Фосфофруктокиназа
Класс	2. Трансферазы
Подкласс	2.7. Переносящие фосфорсодержащие  группы
Подподкласс	2.7.1. Со спиртовой группой в качестве  акцептора
Классификационный номер	КФ 2.7.1.11.

 

Пример 3

Характеристика фермента

Систематическое название	L-Аспартат:2-оксоглутарат-аминотрансфераза
Рабочее название	Аспартатаминотрансфераза
Класс	2. Трансферазы
Подкласс	2.6. Переносящие азотсодержащие группы
Подподкласс	2.6.1. Аминотрансферазы
Классификационный номер	КФ 2.6.1.1.
Кофактор	Пиридоксальфосфат