Фер-тыПринципы, лежащие в основе названия и классификации ферментов. Дать характеристику ферментам класса лигаз

Современные классификация и номенклатура ферментов были разработаны Комиссией по ферментам Международного биохимического союза и утверждены на V Международном биохимическом конгрессе в 1961 г. в Москве.Необходимость систематики номенклатуры диктовалась прежде всего стремительным ростом числа вновь открываемых ферментов, которым разные исследователи присваивали названия по своему усмотрению. Более того, одному и тому же ферменту часто давали два или несколько названий, что вносило путаницу в номенклатуру. Некоторые названия ферментов вообще не отражали тип катализируемой реакции, а при наименовании фермента исходили из названия субстрата, на который действует фермент, с добавлением окончания -аза: в частности, амилазы (ферменты, гидро-лизирующиеуглеводы), липазы (действующие на липиды), протеиназы (гидролизирующие белки) и т.д.До 1961 г. не было и единой классификации ферментов. Трудности заключались в том, что разные исследователи за основуклассификации ферментов брали различные принципы. Комиссией были рассмотрены 3 принципа, которые могли служить основой дляклассификации ферментов и их обозначения. Первый принцип – химическая природа фермента, т.е. принадлежность кфлавопротеинам, пиридоксальфосфатпротеинам, гемо-протеинам,металлопротеинам и т. д. Однако этот принцип не мог служить общей основой для классификации, так как только для небольшого числаферментов известны простетические группы, доступныеидентификации и прямому определению. Второй принцип – химическая природа субстрата, на который действует фермент. По этому принципу трудно классифицировать фермент, так как в качестве субстрата могут служить разнообразные соединения внутри определенного класса веществ (белки, углеводы, липиды,нуклеиновые кислоты) и бесчисленное множество промежуточных продуктов обмена. В основу принятой классификации положен третий принцип – тип катализируемой реакции, который является специфичным для действия любого фермента. Этот принцип логично использовать в качестве основы для классификации и номенклатурыферментов.Таким образом, тип катализируемой химической реакции в сочетании с названием субстрата (субстратов) служит основой для систематического наименования ферментов. Согласно Международной классификации, ферменты делят на шесть главных классов, в каждом из которых несколько подклассов: 1) оксидоредуктазы-перенос эл-нов и протонов; 2) трансферазы-перенос групп атомов отличных от атомов водорода; 3) гидролазы-гидролаз разлис связей; 4) лиазы-обр-е 2-х св-й; 5) изомеразы-внутримолек перенос групп с образ-ем изомерных форм; 6) лигазы(синтетазы)-сед-д 2-х малекул и образ-е связей с-с, с-о, с-s, и с-n,сопряженных с разрывомпирофосфат-й связи атф.Оксидоредуктазы. К классу оксидоредуктаз относят ферменты, катализирующие с участием двух субстратовокислительно-восстановительные реакции, лежащие в основе биологического окисления. Систематические названия их составляют по форме «донор: акцептор оксидоредуктаза». Например, лактат: НАД+оксидоредуктаза для лактатдегидрогеназы (ЛДГ).Различают следующие основные оксидоредуктазы: аэробные дегидро-геназы или оксидазы, катализирующие перенос протонов (электронов) непосредственно на кислород; анаэробные дегидрогеназы, ускоряющие перенос протонов (электронов) на промежуточный субстрат, но не на кислород; цитохромы, катализирующие перенос только электронов. К этому классу относят также гемсодержащие ферменты каталазу и пероксидазу, катализирующие реакции с участием перекиси водорода. Трансферазы. К классу трансфераз относят ферменты, катализирующие реакции межмолекулярного переноса различных атомов, групп атомов и радикалов. Наименование их составляется по форме «донор: транспортируемая группа – трансфераза».Различают трансферазы, катализирующие перенос одноуглеродных остатков, ацильных, гликозильных, альдегидных или кетонных, нуклеотидныхостатков, азотистых групп, остатков фосфорной и серной кислот и др. Например: метил- и формилтрансферазы, ацетилтрансферазы, амино-трансферазы, фосфотрансферазы и др.

27ФерментыХимическое строение и биологическая роль ферментов, относящихся к классу оксидоредуктаз и гидролаз. ОКСИДОРЕДУКТАЗЫ, класс ферментов, катализирующих обратимые окислит.-восстановит. р-ции, в к-рых происходит перенос восстановит. эквивалентов от восстановителя к окислителю напр.: АН 2 - восстановитель, В – окислитель Окисление протекает как процесс отнятия атомов Н (электроном от субстрата, а восстановление – как присоединение атомов Н (электронов) к акцептору. Если обозначить рецептор буквой А, а субстрат В, то уравнение реакции окисления–восстановления при участии оксидоредуктаз примет такой вид: Окисление протекает как процесс отнятия атомов Н (электроном от субстрата, а восстановление – как присоединение атомов Н (электронов) к акцептору. Если обозначить рецептор буквой А, а субстрат В, то уравнение реакции окисления–восстановления при участии оксидоредуктаз примет такой вид: (рис2)Подклассы оксидоредуктаз (их 17) сформированы по типу окисляемого в-ва (восстановителя), подподклассы - по типу окислителя. Оксидоредуктазы всех подподклассов, для к-рых акцептором служит не О2, а любое др. соед., наз. дегидрогеназами, или редуктазами, если акцептор О2- оксидазами. В тех случаях, когда атом О включается в состав субстрата, ферменты наз. оксигеназами (при включении в молекулу одного атома О монооксиге-назами, двух атомов О-диоксигеназами), если атом О включается в виде группы ОН-гидроксилазами.Многие оксидоредуктазы (ок. 170 ферментов) в качестве акцепторов используют никотинамидные коферменты-никотинамидадениндинуклеотид (НАД) и никотин-амидадениндинуклеотидфосфат (НАДФ). Эти дегидрогена-зы выполняют важные ф-ции, участвуя в гликолизе, дыхании, брожении, а также на начальном этапе окислит, распада аминокислот при деградации белков. Нек-рые дегидрогена-зы аминокислот (напр., глутаматдегидрогеназа)могут катализировать синтез аминокислот, участвуя в ассимиляции NH3 микроорганизмами и растениями. Алкоголь: НАД-оксиредуктаза; алкогольдегидрогеназа. ГИДРОЛАЗЫ кл ферментов, катализирующих гидролиз. Могут действоватьна сложноэфирные и гликозидные связи, на связи С—О в простых эфирах, С—Sв сульфидах, С—N в пет идах, и др.Гидролазы, катализирующие гидролиз сложноэфирных связей (эстеразы), действуютна сложные эфиры карбоновых и тио-карбоновых к-т, моноэфиры фосфорной к-тыи др. К этому подклассу относятся, в частности, ферменты, играющие важнуюроль в метаболизме липидов, нуклеиновых к-т и нуклеозидов, напр. арилсульфатазы,ацетилхолинэстераза, дезоксирибонуклеазы, липазы, фосфатазы, фосфолипазыи эндодезоксирибонуклеазы. Ферменты, катализирующие гидролиз связи С—N в пептидах и белках (пептидгидролазы),-самая многочисленная группа гидролаз. К ним относятся ферменты, отщепляющие однуили две аминокислоты с N- или С-конца полипептидной цепи (напр., аминопептидазы,карбоксипептидазы), а также эндопептидазы, или протеиназы, расщепляющиецепь вдали от концевых остатков. Последние классифицируют не по специфичностик субстрату, как остальные гидролазы, а по типу каталитически активных групп вактивном центре. В соответствии с этим различают сериновые, тиоловые, карбоксильныеи металлзависимые протеиназы. Пептидгидролазы играют важную роль не тольков катаболизме белков и пептидов, но и в биол. регуляции (гормональной регуляции,активации проферментов, регуляции кровяного давления и солевого обменаи т.д.). Ферменты, катализирующие гидролиз связей С—N в амидах, амидинах и нитрилах,играют важную роль в метаболизме амидоваминокислот(напр., аспарагина и глутамина), мочевины и ее производных пуринов и пиримидинов и др. Каталитически активными группами в гидролазах являются: группа ОН остатка серина; группа SH остатка цистеина; группа СООН остатк оваспарагиновой и глутаминовой к-т. имидазольная группа остатка гистидина, напр. в рибонуклеазе, глюкозо-6-фосфатазе.Эти группы могут функционировать как нуклеоф. катализаторы. Гидролазы находят применение в пром-сти, медицине и с. х-ве, напр. для получениясахарных сиропов из крахмала и целлюлозы, осветления и стабилизации сокови виноматериалов, лечения ожогов, заболеваний желудочно-кишечного тракта,тромбозов.