Роль ферментов в процессах жизнедеятельности. Принципы номенклатуры и классификации ферментов. Единицы активности

Каскады, циклы и цепи химических реакций, лежащих в основе процессов жизнедеятельности, катализируются ферментами, без участия которых жизнь невозможна. Они – основа здоровья и болезней. Нарушение функции даже одного из них влечёт за собой значительные нарушения последующих и сопряженных реакций. Определение активности внутриклеточных ферментов, поступающих при патологических процессах в межклеточную жидкость и кровь, широко используется в диагностике локализации патологического процесса и степени его развития. Во многих случаях ферменты – это лекарственные препараты, необходимые для лечения.

Классификация и номенклатура ферментов

В начале ХХ в. предложили называть ферменты по названию субстрата с добавлением суффикса -аза (amylum — амилаза, lipos — липаза, protein — протеиназа).

В 1961 г. Международный Совет Биохимиков (IUB) предложил положить в основу названия и классификации ферментов тип химической реакции и ее механизм. Все ферменты разделили на 6 классов.

1. Оксидоредуктазы — это ферменты, катализирующие окислительно-восстановительные реакции:

   • дегидрогеназы (переносят Н2 от одного субстрата на другой);

   • оксидазы (переносят Н2 или только электрон с субстрата на О2);

   • оксигеназы (включают О2 в субстрат);

   • пероксидазы и каталазы.

2. Трансферазы — это ферменты, катализирующие реакции межмолекулярного переноса группы Х (кроме О2 и Н2) с субстрата А на субстрат В.

3. Гидролазы – это ферменты, которые катализируют реакции гидролиза веществ с присоединением Н2О по месту разрыва связей.

4. Лиазы – это ферменты, катализирующие:

   • распад вещества на 2 составляющие без участия Н2О (негидролитические);

   • присоединение группы атомов (кроме Н2 и О2) по месту разрыва двойной связи;

   • отщепляют группу атомов (кроме Н2 и О2) от субстрата с образованием на этом месте двойной связи.

5. Изомеразы катализируют превращения различных типов оптических, геометрических и позиционных изомеров.

6. Лигазы (синтетазы) катализируют соединение двух молекул, сопряженное с разрывом пирофосфатной связи АТФ или другого макроэргического соединения.

Единицы измерения активности

• Катал – это количество фермента, которое обеспечивает превращение 1 моля субстрата за 1 секунду.

• Стандартная единица (U) – это количество фермента, которое превращает 1 мкмоль субстрата за 1 минуту. 1 U = 16,67 нкатал (нанокатал).

• Удельная активность – это стандартная, лабораторная или международная единицы, пересчитанные (деленные) соответственно на 1 мг, 1кг, 1г белка.