Д.Г. Кнорре, С.Д. Мызина - Биологическая химия (1128707), страница 33
Текст из файла (страница 33)
Каждый класс — на аодхлассьч а каждый подкласс — на иодиодилассм. Все они имеют свои номера. В пределах подподкласса каждый фермент имеет свой порядковый номер. Таким образом, фермент характеризуется четырьмя числами: номером класса, подкласса, подподкласса и порядковым номером фермента подподклассе. Кроме того, рекомендации Н!В касаются и номенклатуры ферментов. Созда применимая для большинства ферментов систематическая номенклатура.
Допус кается использование и других упрощенных названий, причем при наличии нескольких ясно)тически сложившихся названий выделяетс д, ! у я а по, эекомепдуемое для использования. В научных публикациях при первом упоминании о ферменте принято приводить его систематическое название и шифр по классификации, а в дальнейшем пользоваться рекомендованным упрощенным назвашием В данном курсе в качестве приложения приведена выборка нз полного перечня ферментов, в которой представлеяы шифры и рекомендованные упрощенные названия для всех ферментов, упоминаемых в тексте, а также некоторые дополнительные сведения об этих ферментах. Как уже кратко говорилось ! 2 5, в живой природе существуют специальные вещества, циклически функционирующие в определенных системах ферментатннных реакций.
В качестве примера такого соединения приводился никотпнамидадениндпнуклеотид, который в своей окисленной форме выступает в качестве окислителя большого числа спиртов и альдегидов, после чего восстановленная форма окпсляется главным образом путем передачи электронов на кислород в ц спе иальной к цепи переноса электронов, Такие специализированные саедпнания принято назы вать хофержситажи По ходу описания отдельных классов реакций будут упомянуть ~ян ты важнейшие коферменты, равно как и все главные типы кафакторав, характерные для со ответствующих групп ферментов.
Говоря о классификации ферментов, следует подчеркнуть, что ферменты „лассифицируются не как индивидуальные вещества, а как катализаторы, определенных химических превращений или групп химических превращений. Ферменты, выделенные из разных биологических источников и катализирующие идентичные реакции, могут довольно существенна отличаться по своей первичной ,труктуре, как это было продемонстрировано в ! 2.1 на примере панкреатических рибонуклеаз из разных видов млекопитающих. Тем не менее все они в перечне классифицированных ферментов фигурируют под одним шифром. К первому классу ферментов относятся практически все ферменты, катализиРующие окислительно-восстановительные превращения.
Эти ферменты называются охсидоредухгпаэажи. Их систематическое название складывается из названия восстановителя (донора электронов), окислителя (акцептора электронов) и названия класса. Например фермент, катализирующий окисление этанола до ацетзльдегида с использованием Н10' в качестве окислителя, по систематической номенклатуре называют алкоголь: 81Р'-оксидоредуктаза. Следует сразу же подчеркнуть, что квалификация одного из участников реакции как донора, а другого как нкцептора электронов в ряде случаев имеет условный характер, поскольку реакция может сопровождаться небольшим изменением энергии Гиббса и в зависимости от условий протекать в живых системах в одном или другом направлении.
Например, при поступлении этанола в живой организм в аэробных условиях реакция протекает в сторону образования ацетальдегида, а в условиях спиртового брожения обеспечивает превращение образующегося из глюкозы ацетальдегида да этанола. Подклассы оксидоредуктаз по большей части определяются типами соединений, выступающих в качестве доноров электронов. Ферменты подкласса 1 катализируют окисление гндрокснгрупп до карбонильных, подкласса 2 — окисление карбонильных групп до карбоксильных, подкласса 3 — окисление групп ~СН вЂ” СН~ Аа чжС~~, подкласса 4 — окисление групп СН вЂ” ННп приводящее обычна к образоаа- нию карбонильных групп и иона %!', подкласса 5 — окисление групп СН-РН1, подкласса 8 — действуют на содержащие серу группы доноров, подкласса !Π— на днфеналы и родственные группы доноров и т.
д. В отдельные подклассы выделены ферменты (оксигеназы), катализирующие Реакции, которые приводят к введению в акисляемое вещество одного атома кислорода — подкласс 14 (моноокснгенаэы) — или двух атомов кислорода — подкласс !3 1 (диоксигенаэы) — иэ молекулы Оь В рамках этих подклассов подподклассы определяются типами соединений, чссматриваемых в качестве акцепторов электронов (окислителей). К подподклас- 1 относят ферменты, катализирующие реакции окисления — восстановления с счастием никотинамидаданиндинуклеатида или его близкого аналога, у которого 2' гндроксигруппа аденилатного фрагмента фосфорилирована, — иихогиииалидидеи ииидииуилеотидфосфаша (65), который в окисленной и восстановленной форм~ за анисы « » ., „, .... янаи и ....
и~ни+. о)Х= Ы СОН Н о с)е ~/ Н ОУ НАО'Н У~н У=РО, г- НАОР ° Н 6) Х= То же в) Х=-й СОМН, НАО у~н 65 У= РО' НАОР г) Х=То же ОИ +о ([ У.)) + НгОг (П.З) СП«СИгОИ + 1)АО ° СИэСИО + ИАИ И + Н ИО НО НО НО . мнг н, СН, С-СН;СН;О-Р-О-Р-О 67 Ферменты, использующие в качестве окислителя ИАО' илн )«АВР', принято называть дегидросеиаэа«ии, поскольку опи каталпзнруют реакцию передачи двух атомов И. Например, упомянутый выше фермент, катализирующий окисление спиртов по реаюспп рекомендуется называть алкоголь дегидро«еиаэай.
Согласно сказанному этот фермент относится к подклассу 1.1.1., и поскольку он является первым ферментом в этом подклассе, то его шифр записывается как КФ 1.1.1.1 (англ. ЕС 1.1.1.1, где ЕС вЂ” сокращение от Епзуме С[авв[[[саь[о««). Несмотря на то, что реакции, каталнзируемые ферментами, относящимися к подподклассу 1 окспдоредуктаз, как правило, обратимы, нх биологическое значение в больпшпстве случаев связано преимущественно с протеканием реакции в определенном направлении.
1[Ри этом отчетливо проявляется такая закономерность: если бполоп«чески эначплю окисление органического субстрата, то в реакции в качестве окисл«пеля чаще всего участвует ИАП'. Если «ке реакция этого подподкласса «жнет значение для восстановления какого-либо органического соединения, то чаще всего восстаповптелелс является ИАИР И. Число известных биохимических процессов окисления спиртовых групп до карбонильных с помощью никотинампдпых коферментов, а следовательно, н число различных ферментов подподклассов 1.1.1 превышают две сотни. Кроме того, никотинамндпые коферменты участву«от в нескольких десятках различных реакций окисления карбоннльных групп до карбокспльных. Нрп этом некоторые реакции окисления ш«ьдегидпых групп протекюот сопря«кеппо с образовапнеи тиоэфирных групп плп смешанных ангидридов карбоповой н фосфорной кислот Например, важный промежуточный этап окисления глюкозы — это окислепн не глицеральдегид-З-фосфата, которое протекает по реакции 'О,РОСН,СНОНС, + НАО'+ НРО', = 'О«РОСН«СНОН~ + НАО Н+ Н' хорог ([Е7) и приводит к обРазованию смешанного ангидрида 3-фосфоглицериновой и арто- фосфОрной кислот — 1,3-дифосфоглицерата Такой характер окисления имеет важное биоэнергетическое значение, поскольку остаток фосфорной кислоты, образующий ангидридную связь, может быть перенесен от 1,3-дифосфоглицерата на АДФ с образованием АТФ.
Фермент, катализирующий реакцию (П.2), называют гличеральдесид-3-фосфат дешдрасеиаэой (КФ 1,2.1.12). Аналогичным образом при выделении подподклассов по природе окислителя к подподклассу 2 относят ферменты, катализирующие окисление цитохромом с в окисленной форме (феррицитохромом с), к подподклассу 3 — катализирующие окисление молекулярным кислородом, к подподклассу 4 — катализирующие окисление дисульфидами, и т. д. Например, глюкоэооксидаэа, катализирующая окисление полуацетальной ОН-группы Р-0-глюкозы до карбонильной по уравнению относится к первому подклассу и третьему подподклассу (КФ 1.1.3.4). Особого рассмотрения заслуживает подподкласс оксидоредуктаз 1.2.4, к котоРому относится небольшое число исключительно важных ферментов, катализирующих окислительное декарбоксилировние О-кетокислот остатком лилоамида (66), связанного амидной связью через е-аминогруппу остатка лизина с апоферментом трансацетилазой (см.э 4.2): СОСОО ~ ~-(Снг)с СΠ— ЙН (СН«) — ОРОЕ 5 — 8 бб Н8(СНг)г Сн(снг)с со — ЙН(снг)с — ароЕ + СО 8СОй Кофактором этих ферментов является тиажинпирофосфат (67)« Схему превращений, происходящих в активном центре фермента с участием СН~СНОН) СН ОРОг СН3 =с — сн,— г наг +/ НСОСОΠ— С Н вЂ” й г -се, С вЂ” 5 1 но — с — соо" й йН газне Нг сн, 1 с=с — сн— +х -сн;и ~ + ).— 5 н сн, 1 с=с — сн,— — сн,— й 'С вЂ” 5 но — с 'г1 буа о«нсяан ая Осана восс аноааен а» авена бба ббб О оннсяенная Оояна бу сн, 1 ~=с — сн,— — — СН -й ~ + Н51СНг)гСН1СНг),СΠ— йн1СНг1с — аРоЕ 10гз0 С вЂ” 5 1 5СОЯ Н (изображены лишь непосредственно участвующие в превращениях тиазольное кольцо и примыкающие к нему радикалы).
За этим процессом непосредственно следует перенос образовавшегося ацильного остатка на с01-группу специального кофермента, называемого коферментом А, который описан в следующем параграфе. Образовавшийся дигидролнпоамид окисляется с помощью ггАО' третьим ферментом, участвующим в окислительном декарбоксилировании, — дигидролипаа иид дегидрогенаэоо (КФ 1.8.1.4). катализирующей реакцию 5 — (СН,), ~Н(снг)сСΠ— йН(СН,),-ороЕ + наре 5Н 1СНг)с СΠ— йН(СНг)» — оРоЕ + НАР. Н + Не 5 Например, если Н = СНг, то фермент катализирует окислительное декарбоксилирование пирувата (соли пировиноградной кислоты) с образованием ацетильного производного дигидролипоамида. Отот процесс является важным этапом аэробной деструкции глюкозы (см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
