Номенклатура і класифікація ферментів

У даний час відомо понад 1000 ферментів. У міру розвитку біохімії виникала необхідність у вдосконаленні номенклатури і класифікації ферментів. До перших ферментів, відкритих біохіміками, відносяться ферменти, що здійснюють гідролітичне розщеплення речовин, – гідролази. Потім були відкриті ферменти, що здійснюють негідролітичний розпад складних речовин – десмолази, або ліази та ін. Ферменти почали називати за характером каталітичної дії, природою субстрату та іншим ознакам, додаючи до кореня слова суфікс – аза. Так виникли тривіальні назви ряду класів (наприклад, гідролази), груп (пептидази) і окремих представників (амілаза) ферментів.

На V Міжнародному біохімічному конгресі, що проходив у 1961 р. в Москві, була прийнята нова класифікація і номенклатура ферментів. За основу був узятий принцип класифікації ферментів по типу хімічних реакцій, які вони каталізують. Всі відомі ферменти діляться на шість класів:

1. Оксидоредуктази – ферменти, які каталізують окисно-відновні реакції.

2. Трансферази – ферменти, які каталізують реакції міжмолекулярного перенесення різних хімічних груп і залишків.

3. Гідролази – ферменти, які каталізують реакції приєднання або відщеплення окремих груп або залишків молекул з участю води.

4. Ліази – ферменти, які каталізують реакції відщеплення від субстрата негідролітичним шляхом певних груп з утворенням подвійних зв’язків або реакції приєднання таких же груп по подвійних зв’язках.

5. Ізомерази – ферменти, які каталізують реакції внутрішньомолекулярного переміщення різних атомних груп або зв’язків (ізомерні перетворення речовин).

6. Лігази (синтетази) – ферменти, які каталізують з’єднання двох і більше молекул простих речовин в одну за рахунок макроергічного зв’язку молекули АТФ або іншого донатора енергії.

Кожний клас ферментів підрозділяється на підкласи, які, у свою чергу, діляться на підпідкласи, підпідкласи складаються з окремих представників. Єдина система класифікації ферментів заснована на чотиризначному десятковому коді, згідно якому класам, підкласам, підпідкласам і індивідуальним ферментам привласнюються номери (шифри). Перша цифра шифру показує, до якого з шести класів відноситься даний фермент, друга цифра означає підклас в класі, третя – підпідклас, четверта – порядковий номер ферменту в даному підпідкласі. Ферменти, для яких каталітичні реакції вивчені недостатньо, тимчасово віднесені в підпідклас з номером 99. Наприклад, деякі ферменти класу оксидоредуктаз (цифра 1), для яких не встановлена природа природного акцептора (підклас 1) позначаються 1.1.99 і т.д.

В даний час біохіміки користуються двома номенклатурами – тривіальною (робочою) і систематичною. Тривіальна номенклатура використовується в повсякденній практиці. Тривіальні назви ферментів короткі, наприклад, пепсин, трипсин, уреаза, мальтаза, лактаза.

Систематичні назви точно ідентифікують фермент і по можливості точно визначають його дію. Систематична назва ферменту складається з двох частин: перша частина назви відображає назву головного субстрата, друга – характер реакції, яка каталізується, і суфікс – аза. На початку шифру ставиться дві букви – КФ (класифікація ферментів) і чотири числа; розділених між собою крапками, – чотиризначний десятковий код ферменту. Так, фермент, який гідролітично розщеплює пептидний зв’язок між двома залишками гліцина (гліцилгліцина), називається гліцилгліцин-гідролаза, його шифр – КФ 3.4.3.1. Якщо фермент каталізує реакцію між двома субстратами (зокрема, перенесення окремих груп атомів), то в першій частині назви ферменту вказуються назви цих субстратів, ставиться двокрапка без інтервалу, а в другій частині вказується характер хімічної реакції і додається суфікс – аза. Так, фермент, що переносить атоми водню від молочної кислоти на кофермент НАД, називається L-лактат:НАД-оксидоредуктаза, його шифр – КФ 1.1.1.27. У ряді випадків дається докладна вказівка про окремі сторони хімізму дії ферменту (за допомогою дужок) за систематичною назвою. Так, фермент, який дезамінує L-глутамінову кислоту шляхом перенесення водню на НАД, називається L-глутамат:НАД-оксидоредуктаза (дезамінуюча), його шифр – КФ 1.4.1.2.

За новою класифікацією можна швидко знайти в списку ферментів потрібний фермент, визначити його тривіальну і систематичну назву, номер (шифр), активні групи і кофактори, характер хімічної реакції, яку він каталізує, дізнатися про джерела сировини для його одержання та ін.

Нижче приводяться відомості за новою класифікацією і номенклатурою ферментів 1961 р. з додаванням змін, внесених пізніше Асамблеями Міжнародного біохімічного союзу. Класи представлені повністю, підкласи, підпідкласи і індивідуальні ферменти – вибірково, залежно від їх значення в обміні речовин.