Классификация ферментов. Применение ферментов в медицине

Классификация ферментов. Применение ферментов в медицине.

Номенклатура ферментов

 

•  название субстрата,
• реакция, катализируемая ферментом,
• аза – окончание.

В основе классификации лежит тип катализируемой реакции.

 

•  Оксидоредуктазы катализируют                                        окислительно-восстановительные реакции.
• Трансферазы - реакции с переносом групп.
• Гидролазы - гидролитический разрыв связи                                    СС, СN, СS с присоединением воды по месту разрыва.
• Лиазы – реакции негидролитического расщепления с образованием двойных связей, некоторые обратные                 реакции синтеза.
• Изомеразы – перенос групп внутри молекулы с образованием изомеров.
• Лигазы катализируют соединение двух молекул, сопряжённое с разрывом пирофосфатной связи АТФ.

Оксидоредуктазы

 

Окисление идёт путём 

• дегидрирования,
• отщепления электрона,
• присоединения атома или молекулы кислорода.

Шифр фермента ЛДГ- 1.1.1.27

 

•  Подкласс определяется строением группы донора протонов и электронов.

1.1. -СН-ОН

• Подподкласс определяется характером акцептора  протонов и электронов                      (НАД, кислород).

1.1.1. -НАД

• Порядковый номер фермента ЛДГ - 27.

 

Дегидрогеназы отщепляют 2Н

 

+

Оксидазы 

 

• отщепляют водород от субстрата и передают на кислород воздуха,
• содержат ионы меди, в результате продуктом реакции является вода,
• цитохромоксидаза,
• тирозиназа.

 

Аэробные дегидрогеназы -флавопротеины

 

•  удаляют водород от субстрата,
• акцептором водорода может быть кислород и искусственные акцепторы,
• оксидазы L-аминокислот,
• ксантиноксидаза,
• альдегидДГ (ФАД).

Анаэробные дегидрогеназы

 

• удаляют водород из субстрата и передают акцептору (но не кислороду).
• НАД-зависимые ДГ катализируют

окислительно-восстановительные                    

реакции окислительных                                                                  

путей метаболизма (гликолиз, ЦТК,дыхательная цепь),

• НАДФ-зависимые ДГ

участвуют в процессах 

восстановительного синтеза

и пентозном цикле.

• Редуктазы присоединяют 2 протона водорода к субстрату.

 

Оксигеназы

 

катализируют введение кислорода в молекулу субстрата.

• Монооксигеназы (гидроксилазы).

 

 

    Кофермент – донор водорода                                              (НАДФН2, аскорбиновая кислота, ТГФК).

• Диоксигеназы.

Трансферазы

 

Коферменты трансфераз:

• ФП,
• ТГФК,
• АТФ,
• ФАФС,
• АДФ

Подкласс определяется типом переносимой группы

 

•  2.1. – одноуглеродные остатки,
• 2.6. – азотистые группы.

 Подподкласс уточняет тип переносимой группы:

• 2.6.1. – аминотрансферазы,
• 2.6.1.2. – АЛТ.

 

 

Трансферазы

 

•  фосфотрансферазы,
• аминотрансферазы,
• гликозилтрансферазы,
• ацилтрансферазы,
• переносчики одноуглеродных частиц,
• переносчики кетонных и альдегидных групп.

 

Гидролазы

 

– простые белки.

Подкласс определяется типом расщепляемой связи

 

•  3.1. – сложноэфирные,
• 3.2. – гликозильные,
• 3.4. – пептидные.

Подподкласс уточняет тип связи:

• 3.1.1. – эфиры карбоновых кислот.

 

В класс гидролаз входят

 

•  пептидогидролазы,
• эстеразы,
• гликозидазы.

Пептидогидролазы 

 

•  аминопептидазы,
• карбоксипептидазы,
• дипептидазы,
• протеиназы (пепсин, трипсин, папаин).

Эстеразы расщепляют эфиры.

 

•  карбоксиэстеразы (липаза),
• фосфоэстеразы (КФ, ЩФ),
• сульфоэстеразы.

Гликозидазы

• катализируют гидролиз гликозидов.

 

Лиазы

 

•  могут быть простыми и сложными белками.
• Коферменты: ТПФ, ФП.

Подкласс определяется типом расщепляемой связи

 

•  4.1. расщепляют связь C-C,
• 4.2. расщепляют связь C-O,
• 4.3. расщепляют связь C-N,
• 4.4. расщепляют связь C- S,
• 4.5. расщепляют связь C-Cl.

Подподкласс расшифровывает тип связи.

Примеры лиаз

 

•  фумараза,
• альдолаза,
• дегидратаза,
• цитратсинтаза.

Изомеразы катализируют взаимопревращения изомеров

 

•  цис-транс-изомеразы,
• мутазы,
• триозофосфатизомераза катализирует взаимопревращение альдоз и кетоз.
• Подкласс определяется характером изомерных превращений.
• Подподкласс уточняет тип реакции изомеризации.

 

Лигазы

 

•  Лигазы катализируют соединение                                       двух молекул, сопряжённое с разрывом пирофосфатной связи АТФ.
• В ходе реакции образуются связи                                C-O, C-S, C-N, C-C.
• Подкласс определяется типом синтезируемой связи.
• Примеры лигаз: глутаминсинтетаза,

                                 ацетилКоА-карбоксилаза.

Классификация ферментов

 

3.1. Сложных эфиров

3.2. Гликозидов

3.3.Простых эфиров

3.4. Пептидов

 

Гидролитический разрыв связи СС, СN, СS с присоединением воды по месту разрыва

 

       Гидролазы

 

2.1.Одноуглеродных групп

2.2. Альдегидных, кетонных групп

2.3. Ацила

2.4. Гликозила

2.5. Алкильных групп

2.6. Азотсодержащих групп

2.7. Фосфосодержащих групп

2.8. Серосодержащих групп

 

АТФ,ГТФ,

УДФ, ЦДФ,

HSKoА, 

ТГФК,

ФАФС,

ПФ

 

Реакции 

Межмолекулярного

 переноса атомов,

 групп атомов

 и радикалов

 

   Трансферазы

 

1.1. СН-ОН

1.2. С=О

1.3. СН=СН

1.4. СН-NH2

 

НАД,НАФ,

ФАД,ФМН,

KоQ, ГЕМ, 

липоевая кислота,

 глутатион

 

окислительно-

восстановительные реакции

 

        Оксидо-                

        редуктазы

 

Подкласс

 

 

Кофермент

 

Тип катализируемой реакции

 

Класс фермента

Классификация ферментов

 

Подкласс

 

 

Кофермент

 

 

Тип катализируемой реакции

 

           Класс         фермента

 

6.1. С=О

6.2. С-S

6..3. C-N

6.4. С-С 

6.5. Фосфоэфирные связи

 

HSKoА,

 АТФ,

 биотин

 

Синтез органических веществ за счёт образования новых связей СС, СN, СS с использованием АТФ

 

            Лигазы

 

5.1. Рацемазы и эпимеразы

5.2. Цис-трансизомеразы

5.3.Внутримолекулярные оксидоредуктазы

5.4.Внутримолекулярные Трансферазы

5.5.Внутримолекулярные лиазы

 

 

кобамидные

 

Взаимопревращение оптических и геометрических изомеров

 

       Изомеразы

 

4.1. С=С

4.2. С=О

4.3. C=N

4.4. С=S

 

ТДФ,

ПФ, кобамидные

 

Негидролитический разрыв связи СС, СN, СS

 

         Лиазы

  Широкое использование определения активности ферментов во всём мире представляет  собой одно из наиболее важных достижений современной медицины.

Энзимодиагностика

 

•  применение ферментов как аналитических реактивов:

  - методы определения глюкозы, мочевины,

• активность ферментов определяют в биологических жидкостях и биоптатах для диагностики.

Определение глюкозы

Определение активности ферментов

Гиперферментемия

 

•  повышение синтеза ЩФ при рахите,
• повышение проницаемости мембран для АЛТ и АСТ при гепатите,
• некроз - клеток КФК, альдолаза, АСТ,
• понижение выведения ЩФ, ЛАП при закупорке желчных путей.