Тривиальная номенклатура ферментов

Историческая справка.Современная функциональная классификация и номенклатура ферментов предложены Международной комиссией по ферментам в 1961 г. Согласно этой классификации все ферменты подразделяются на 6 классов:

1. Оксидоредуктазы,

2. Трансферазы,

3. Гидролазы,

4. Лиазы,

5. Изомеразы,

6. Лигазы (синтетазы).

Каждый класс содержит несколько подклассов – в первом классе 17 классов, во втором – 8, третьем – 11, четвертом – 7, пятом – 6 и шестом – 5 подклассов.

Каждый фермент имеет 4-значный код, который обозначает:

· первое число – номер класса, к которому относится данный фермент,

· второе число обозначает подкласс,

· третье число – номер подподкласса,

· четвертое – порядковый номер фермента в подподклассе.

Таким образом, КФ 2.7.1.1. означает, что фермент относится к классу 2 (трансфераза), подклассу 7 (перенос фосфата) и подподклассу 1 (акцептором фосфата является спиртовая группа). Последняя цифра фермента обозначает гексокиназу, или АТФ: D-гекзсозо-6-фосфотрансферазу, т.е. фермент, катализирующий перенос фосфата с АТФ на гидроксильную группу атома углерода в шестом положении глюкозы:

На примере нескольких ферментов, рассмотрим принципы формирования тривиального (или рабочего) названия ферментов.

1. Дегидрогеназы – относятся к классу оксидоредуктаз (КФ 1.1.1.), катализируют:

· окислительно-восстановительные реакции, т.е. отнятия и присоединения (±) 2Н⁺;

· фермент катализирует как прямую, так и обратную реакции ( ).

Название состоит из 2 частей:

1) название субстрата, который является донором 2Н⁺ (из двух соединений выбирается то, от которого отнимается 2 атома водорода);

2) + «дегидрогеназа».

Например, окисление сукцината в фумарат:

Так как в этой реакции происходит дегидрирование сукцината, фермент называется сукцинатдегидрогеназой, или сокращенно СДГ.

2. Гидратазы –относятся к классу лиаз (КФ 4.2.1.), катализируют:

· реакции гидратации и дегидратации (± Н₂О),

· фермент катализирует как прямую, так и обратную реакции ( ).

Название состоит из 2 частей:

1). название субстрата, к которому присоединяется Н₂О (обычно содержит двойную связь, так как присоединение воды происходит по месту разрыва двойной связи),

2). + «гидратаза».

Например, гидратация фумарата:

Из двух соединений выбирают то, которое содержит двойную связь в углеродной цепочке (фумарат) + слово «гидратаза», следовательно, полное название фермента – фумаратгидратаза.

3. Киназы –относятся к классу трансфераз (КФ 2.7.1), катализируют реакции фосфорилирования субстратов с затратами или образованием АТФ; все реакции, в которых участвуют киназы, практически необратимы.

Название состоит из 2 частей:

1) название субстрата, который фосфорилируется,

2) + «киназа».

Необходимо помнить, чтоглюкозу фосфорилируют2 фермента – гексокиназа и глюкокиназа, и всегдапо 6-му атому углерода,а фруктозу и галактозу–по 1-му,ферменты соответственно называются фруктокиназа и галактокиназа. Гексокиназа при очень больших концентрациях фруктозы и галактозы (при патологии) может фосфорилировать эти гексозы (в норме этого не происходит), в этом случае присоединение фосфатной группы осуществляется по 6-му атому углерода.

Примеры:

1. Фосфорилирование глюкозы:

2.Фосфорилирование галактозы галактокиназой:

3.Фосфорилирование фруктозы фруктокиназой:

4. Изомеразы – относятся к 5-му классу, катализируют реакции взаимопревращения различных изомеров. Рассмотрим номенклатуру некоторых подклассов изомераз – мутаз, изомераз и эпимераз. Следует помнить, что все реакции, катализируемые изомеразами, обратимы.

4.1. Мутазы – катализируют реакции внутримолекулярного переноса заместителей (например, фосфатной группы от 6-го к 1-му атому углерода в молекуле глюкозы).

Название состоит из 3 частей:

1) название транспортируемой группы (фосфо-),

2) название субстрата (глюко-),

3) + «мутаза».

Пример –взаимопревращение глюкозо-6-фосфата в глюкозо-1-фосфат:

Так как в этой реакции происходит перенос фосфатной группы от 6-го к 1-му атому углерода в глюкозе, полное название фермента будет фосфоглюкомутаза.

4.2. Изомеразы– катализируют реакции взаимопревращения кетоз и альдоз:

Название также состоит из 3 частей:

1) общее название двух изомеров (по количеству атомов углерода в моносахариде – гексозо-, пентозо-, тетрозо- и триозо-),

2) название заместителя, если он имеется,

3) + «изомераза».

Например, взаимопревращение диоксиацетонфосфата и глицераль-дегид-3-фосфата:

Необходимо помнить, что глюкоза и фруктоза и их производные в клетке находятся в циклической форме, и их взаимопревращение также катализируют изомеразы. Например, превращение глюкозо-6-фосфата во фруктозо-6-фосфат:

4.3. Эпимеразы– катализируют взаимопревращение эпимеров (изомеров, которые отличаются между собой расположением заместителей у одного и того же атома углерода).

Название состоит из 3 частей:

1) общее название двух изомеров (обычно по количеству атомов углерода в моносахариде – гексозо-, пентозо-, тетрозо- и триозо-),

2) название заместителя, если он имеется,

3) + «эпимераза» с цифрой, обозначающей порядковый номер атома углерода (например, эпимераза-3).

Например, взаимопревращение рибулозо-5-фосфата и ксилулозо-5-фосфата:

Эти 2 соединения отличаются между собой расположением заместителей у 3-го атома углерода, следовательно, полное название фермента, катализирующего эту реакцию, пентозо-5-фосфат-эпимераза-3.