Классификация ферментов

По типу катализируемых химических превращений ферменты разделены на 6 классов:

1. оксиредуктазы (перенос атомов водорода, кислорода или электронов от одного вещества к другому — дегидрогеназа),

2. трансферазы (перенос метильной, ацильной, фосфатной или аминогруппы от одного вещества к другому — трансаминаза),

3. гидролазы (реакции гидролиза, при которых из субстрата образуются два продукта — амилаза, липаза),

4. лиазы (негидролитическое присоединение к субстрату или отщепление от него группы атомов, при этом могут разрываться связи С–С, С–N, С–О, С–S — декарбоксилаза),

5. изомеразы (внутримолекулярная перестройка — изомераза),

6. лигазы (соединение двух молекул в результате образования связей С–С, С–N, С–О, С–S — синтетаза).

Классы в свою очередь подразделены на подклассы и подподклассы. В действующей международной классификации каждый фермент имеет определенный шифр, состоящий из четырех чисел, разделенных точками. Первое число — класс, второе — подкласс, третье — подподкласс, четвертое — порядковый номер фермента в данном подподклассе, например, шифр аргиназы — 3.5.3.1.

7

Регуляция активности ферментов

Изменение активности фермента – наиболее быстрый путь воздействия на скорость протекания реакции. На активность фермента воздействуют физические факторы (температура, свет, давление и т.д.), действие этих факторов в большинстве случаев неспецифично. Специфически действуют на активность ферментов химические факторы. Здесь можно выделить несколько случаев. Во-первых, фактор может связываться с активным центром фермента, что чаще всего ведет к утрате каталитической активности. Так может действовать сам субстрат в случае отсутствия каких-либо необходимых для протекания реакции факторов, либо активный центр фермента может блокироваться другим агентом в случае конкурентного ингибирования. Во-вторых, может происходить химическая модификация фермента под действием другого фермента.

Наиболее тонким и широко распространенным способом регуляции активности ферментов является аллостерическая регуляция. В этом случае регуляторный фактор связывается не с каталитическим центром фермента, а с другим его участком (регуляторным центром), что приводит к изменению активности фермента. Ферменты, регулируемые таким образом, называются аллостерическими, они часто занимают ключевую позицию в метаболизме. Вещество, связывающееся с регуляторным центром называется эффектором, эффектор может быть ингибитором, а может бытьактиватором.Обычно эффекторами бывают либо конечные продукты биосинтетических путей (ингибирование по принципу обратной связи), либо вещества, концентрация которых отражает состояние клеточного метаболизма (АТФ, АМФ, НАД+ и др.). Как правило, аллостерические ферменты катализируют одну из реакций, с которой начинается процесс образования какого-то метаболита. Обычно эта стадия лимитирует скорость всего процесса в целом. В катаболических процессах, сопровождающихся синтезом АТФ из АДФ, в роли аллостерического ингибитора одной из ранних стадий катаболизма часто выступает сам конечный продукт – АТФ. Аллостерическим ингибитором одной из ранних стадий анаболизма нередко служит конечный продукт биосинтеза, например какая-нибудь аминокислота. Так, например, аллостерическим ферментом является,треониндезаминаза, фермент, катализирующий первую стадию биосинтеза изолейцина из треонина; изолейцин является ингибитором этого фермента (рис. 31). Это типичный пример ингибирования по принципу обратной связи.

8