Номенклатура і класифікація ферментів

Тривалий час для ферментів не було науково обгрунтованої номенклатури. Назву їм часто давали за випадковими ознаками: за назвою функцій, які вони виконували, за назвою джерела, звідки їх одержували, та за рядом інших ознак. Наприклад, назва пещжтТу" походить від грецьк. pepsis — травлення, папаїну — від назвЖдерева Carica papaja, з соку якого він був одержаний, і т. д.

Наприкінці минулого століття (1898 р.) Дюкло запропонував давати назву ферментам відповідно до назви субстрату, на який вони діють, з додаванням суфікса аза. Назва ферментів за цим принципом на той час набула найбільшого розповсюдження. Так, фермент, який каталізував гідролітичне розщеплення крохмалю, назвали амілазою (amylum — крохмаль), гідроліз жирів — ліпазою (lipos — жир), гідроліз сечовини — уреазою (urea — сечовина) тощо. Отже, відбувалося поступове формування тривіальної номенклатури ферментів.

У зв'язку з швидким розвитком ензимології і значним збільшенням числа ферментів у 50-х роках виникла потреба у створенні науково обгрунтованої номенклатури і систематизованої класифікації ферментів, за допомогою яких можна було б будь-який фермент точно ідентифікувати. Номенклатура, якою користувались на той час, була недосконалою. Тому у 1955 р. Генеральна асамблея Міжнародної біохімічної спілки на 111 Міжнародному біохімічному Конгресі в Брюсселі постановила створити міжнародну Комісію по ферментах, до складу якої ввійшли видатні біохіміки-ферментологи, в тому числі академіки О. О. Браунштейн і В. О. Енгельгардт. Результати роботи Комісії щодо номенклатури і класифікації ферментів було розглянуто

і схвалено Генеральною асамблеєю Міжнародної біохімічної спліки, засідання якої відбувалося в Москві у 1961 р.

За новою систематичною номенклатурою назви ферментів складаються з двох частин. Перша частина вказує на назву субстрат; який діє фермент, а друга — на природу хімічної реакції, яку він каталізує, з додаванням суфікса аза. Перша частина назви ферменту з другою його назвою з'єднуються через дефіс. Наприклад, фермент, який каталізує гідроліз дипептиду гліциллейцину, має назву гліцил-L-лейц ін-гідролаза, а фермент, що каталізує гідролітичне розщеплення ацетил-КоА, дістав назву ацетил-КоА-гідрола.іа і т. д.

Якщо той чи інший фермент каталізує реакцію між двома субстратами, зокрема перенесення окремих атомів або груп атомів з одного субстрату на інший, то в першій частині назви ферменту приводяться назви обох субстратів, розділені двома крапками, а в другій частині, яка сполучена з першою через дефіс, вказується природа хімічної реакції. Наприклад, фермент, що каталізує реакцію перенесення залишку фосфорної кислоти від АТФ на D-глюкозу з утворенням D глюкозо-6-фосфату, має назву — АТФ: D-глюкозо-б-фосфотраі с-фераза.

Систематична номенклатура точно ідентифікує фермент і по можливості точно визначає його дію. Однак у деяких випадках вона значго складніша, ніж стара тривіальна номенклатура. Тому крім нової систематичної номенклатури використовують також тривіальні (робочі) назви ферментів. Наприклад, фермент, який каталізує гідролітичне розщеплення сечовини, за систематичною номенклатурою називається карбамід-амідо-гідролазою, а за тривіальною — уреазою, фермент АТФ: D-глюкозо-б-фосфотрансфераза за робочою номенклатурою має назв\ глюкокіиаза і т. д. У багатьох випадках тривіальні назви — це загально прийняті назви ферментів, зокрема такі, як пепсин, трипсин, хімотрипсип, амілаза, лактаза, мальтаза, ліпаза тощо.

Зараз у біологічній літературі використовуються обидві назви ферментів: систематична (наукова) і тривіальна (робоча). В основу класифікації ферментів покладено принцип розподілу їх за типами хімічних реакцій, які вони каталізують. На цій основі усі ферменти поділяють на шість класів.

1. Оксидоредуктази — каталізують окислювально-відновні" про
цеси.

2. Трансферази,— прискорюють реакції перенесення окремих атомів і груп атомів від одних субстратів до інших.

3. Гідролази — каталізують гідролітичні реакції.

4. ЛІази — каталізують процеси відщеплення яких-небудь груп негідро_Л1'_тичним шляхом з утворенням подвійного зв'язку або, навпаки, приєднання відповідних груп атомів по місцю подвійного зв'язку.

5- Ізомерази — прискорюють процеси ізомеризації органічних сполук.

6. Лігази (сннтетазп) — каталізують реакції синтезу, які пов'язані з використанням енергії АТФ та деяких інших трифосфатів.

Класи ферментів поділено на підкласи, а останні — на підпід-класи. До підпідкласу входять уже окремі представники ферментів. Кожний фермент має свій чотиризначний номер (шифр), наприклад, фермент гліцил-L-лейцин — гідролаза має помер 3.4.13.2. Перша цифра (3) означає, що ней фермент належить до третього класу (гід-рол аз); друга цифра (4) свідчить про належність його до четвертого підкласу (пептндгідролаз), куди входять ферменти, що каталізують розщеплення пептидных зв'язків; третя цифра (13) означає, що цей ент належить до третього підпідкласу (дипептидгідролаз), який об єднує групу ферментів, що прискорюють процеси гідролізу дипептидів, і остання цифра (2) вказує порядковий номер ферменту у підпідкласі. На початку шифру того чи іншого ферменту ставлять дві букви — КФ, що означає — класифікація ферментів, а цифри розділяють крапками. Наприклад, шифр ферменту глІцил-Ь-леїцин — гідролази записують КФ 3.4.13.2, а ферменту ацетил-КоА — гідролаза — КФ 3.1.2.1.