Классификация и номенклатура ферментов

их первооткрыватели по случайным признакам (тривиальная номенклатура).

Например, к тривиальным

относятся названия ферментов: пепсин, трипсин, химотрипсин.

Дюкло в 1898 г. (рациональная номенклатура).

Согласно рациональной номенклатуре, простой

фермент называли по названию субстрата с добавлением окончания -аза (ДНКаза, РНКаза, амилаза, уреаза).

Для названия холофермента по рациональной номенклатуре использовали название кофермента (пиридоксальфермент, геминфермент).

Позднее в названии фермента стали использовать название субстрата и тип катализируемой реакции (алкогольдегидрогеназа).

в Москве, утвердил систематическую номенклатуру ферментов.

Систематическая классификация учитывает реакционную

и субстратную специфичность ферментов. Все ферменты включены в «Каталог ферментов» под своим классификационным номером (КФ), состоящим из четырех цифр.
1-я цифра КФ указывает на принадлежность фермента к одному из шести главных классов, в зависимости от типа реакции.
2-я цифра – подкласс (в зависимости от субстрата).
3-я цифра – подподкласс (в зависимости от типа кофермента, реагента или особенностей реакции)
4-я цифра - порядковый номер фермента в пределах данного подподкласса.

типа реакции:
1. Оксидоредуктазы, катализирующие окислительно-восстанови-тельные реакции.
2. Трансферазы, катализирующие реакции межмолекулярного

переноса различных химических групп и остатков.
3. Гидролазы, катализирующие реакции гидролиза внутри-молекулярных связей.
4. Лиазы, катализирующие расщепление или образование связи без участия окисления или гидролиза
5. Изомеразы, катализирующие реакции изомеризации.
6. Лигазы, катализирующие реакции присоединения,
сопряженные с разрывом макроэргической связи в АТФ или ГТФ, ЦТФ, УТФ, ТТФ.

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.

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.

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.

Окисление органических соединений может быть связано:
1) с потерей электрона;
2) с отрывом водорода от окисляемого субстрата;
3) с замещением атомов на другие, более электроотрицательные атомы.

т.е. окислитель - НАД+.
Систематическое название фермента КФ 1.1.1.27. –

лактат:НАД+-оксидоредуктаза,
тривиальное –лактатдегидрогеназа.

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

3) Окисление β-D-глюкозы кислородом без

включения в его молекулу атомов кислорода:

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

атомов кислорода:






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

молекуле-акцептору, общая схема которых приведена ниже:
Д-Г + А ↔Д +

Г-А

где:
 Д-Г –молекула донор группы Г,
 А –молекула акцептор,
 Г –переносимая группа

А, Д ≠ Н2О - реакции гидролиза, которые также соответствуют этой схеме, выделены в отдельный класс.

(катализируют реакции переноса остатков сахаров на различные акцепторы),

ферменты переносящие

азотисные группы (трансаминазы – играют важную роль в обмене аминокислот),

ферменты переносящие фосфатные группы.

группы: название акцептора группы –
название переносимой группы – название класса

(тире между названием переносимой группы и названием класса не ставится).
В тривиальные названия трансфераз включают название донора группы и название переносимой группы.

КФ 2.1.2.1.–
L-серин:тетрагидрофолат-5,10-оксиметилтрансфераза, тривиальное – серин-оксиметилтрансфераза

систематической номенклатуре называется –
ацетил-КоА:ортофосфат-ацетилтрансфераза и имеет
классификационный номер КФ

2.3.1.8.
Тривиальное название этого фермента –
фосфат-ацетилтрансфераза.

тривиальное –аланин-аминотрансфераза.

кислоты, её ангидридов и эфиров
(КФ 2.7.).
В подавляющем большинстве случаев

донором фосфата, дифосфата и нуклеотидного остатка является АТФ.

Тривиальные названия ферментов, катализирующих реакции переноса фосфорсодержащих групп определяются фрагментом молекулы АТФ, которая переносится на субстрат.

-дифосфотрансферазами.
если переносится остаток нуклетида, то такие ферменты и по

систематической и по тривиальной
номенклатурам называются нуклеотидилтрансферазами.

название КФ 2.7.1.1. –АТФ:глюкоза-6-фосфотрансфераза;
тривиальное – гексокиназа.

Приставка гексо в

тривиальном названии означает,
что этот фермент катализирует фосфорилирование не только глюкозы, но и других гексоз.

отщепляемой группы в сочетании со словом гидролаза.
Рекомендованные тривиальные названия многих

гидролаз образуют из названия гидролизуемого субстрата с добавлением окончания – аза.

Подклассы гидролаз образованы в зависимости от природы гидролизуемой связи. Известны гидролазы катализирующие гидролиз сложноэфирных, пептидных, гликозидных, ангидридных и других связей.

эстеразы. Э
стеразы в зависимости от природы сложноэфирной
связи и класса

субстрата делятся на следующие подподклассы и группы:
катализирующие гидролиз жиров называются – липазы;

моноэфиров фосфорной кислоты – фосфатазы;

диэфиров фосфорной кислоты – фосфодиэстеразы;

лактонов – лактоназы;

эфиров серной кислоты – сульфатазы;

ДНК – дезоксирибонуклеазы;

РНК -рибонуклеазы и др.

тривиальной - триацилглицерин-липаза.

связей в белках и полипептидах (КФ 3.4.).
По месту атаки

молекулы субстрата
протеолитические ферменты делятся на эндопептидазыи экзопептидазы.
Эндопептидазы еще называют протеиназами.
Протеиназы классифицируются по механизму действия, а точнее по строению активного центра.
В настоящее время известны: сериновые протеиназы (КФ 3.4.21.N), цистеиновые протеиназы (КФ 3.4.22.N), аспартатные протеиназы (КФ 3.4.23.N), металлопротеиназы (КФ 3.4.24.N).
Экзопептидазы гидролизуют пептиды с конца цепи: аминопептидазы с H2N-конца, карбоксипептидазы – с HOOC-конца

с образованием кратной связи или цикла и соответственно обратные реакции

– присоединение по кратным связям или реакции раскрытия цикла.
Систематическое название фермента складывается из названия расщепляемого субстрата, названия отщепляемого фрагмента и слова «лиаза»

ферменты, катализирующие реакции декарбоксилирования. По тривиальной номенклатуре эти ферменты называют

декарбоксилазами.

Декарбоксилирование пирувата:

По систематической номенклатуре фермент, катализирующий эту реакцию – КФ 4.1.1.1., называется пируват:ацетальдегид-лиаза,
по тривиальной – пируватдекарбоксилаза.

процессы обращения конфигурации при хиральном атоме
углерода.
Если такой центр

в молекуле субстрата один, то происходит обращение конфигурации молекулы в целом. Поскольку оптические изомеры термодинамически эквивалентны, по крайней мере, в отсутствие других
хиральных молекул, способных давать комплекс предпочтительно с одним из энантиомеров, то фермент в равной мере катализирует обращение конфигурации
в обоих направлениях. Конечным итогом действия такого фермента является образование рацемической смеси, поэтому такие ферменты называют
рацемазами.

обращение конфигурации при одном из них приводит к образованию нового

диастереомера. Ферменты, катализирующие такие процессы (реакции
эпимеризации), называют эпимеразами.

Эпимеризация рибулозо-5-фосфата

Систематическое название фермента КФ 5.1.3.1 D-рибулозо-5-фосфат-3-эпимераза.
Тривиальное название фермента рибулозофосфат-3-эпимераза.

4-фумарилацетоацетат
Систематическое название фермента КФ 5.2.1.2. – 4-малеилацетоацетат-цис-транс-изомераза, тривиальное –малеилацетоацетатизомераза.

без изменения степеней окисления атомов (внутримолекулярные трансферазы). Тривиальное название внутримолекулярных

трансфераз – мутазы.

на название четвертого класса ферментов (лиазы), поскольку класс лигаз составляют

ферменты, катализирующие реакции конденсации или
присоединения, как и лиазы, но сопряженные с реакциями расщепления одной из пирофосфатных связей в молекуле нуклеозидтрифосфата (обычно АТФ или ГТФ).
Таким образом, в реакциях, катализируемых лигазами, обязательно участвует АТФ или ГТФ.

в органические соединения, т.е. катализируют образование связи углерод-азот.

Образование аспарагина из

аспарагиновой кислоты

Систематическое название – аспарагинат:аммоний-лигаза

Тривиальное - аспарагинсинтетаза