Номенклатура і класифікація ферментів

У даний час відомо понад 1000 ферментів. У міру розвитку біохімії виникала необхідність у вдосконаленні номенклатури і класифікації ферментів. До перших ферментів, відкритих біохіміками, відносяться ферменти, що здійснюють гідролітичне розщеплення речовин, – гідролази. Потім були відкриті ферменти, що здійснюють негідролітичний розпад складних речовин – десмолази, або ліази та ін. Ферменти почали називати за характером каталітичної дії, природою субстрату та іншим ознакам, додаючи до кореня слова суфікс –аза. Так виникли тривіальні назви ряду класів (наприклад, гідролази), груп (пептидази) і окремих представників (амілаза) ферментів.

На V Міжнародному біохімічному конгресі, що проходив у 1961 р. в Москві, була прийнята нова класифікація і номенклатура ферментів. За основу був узятий принцип класифікації ферментів по типу хімічних реакцій, які вони каталізують. Всі відомі ферменти діляться на шість класів:

1. Оксидоредуктази – ферменти, які каталізують окисно-відновні реакції.

2. Трансферази – ферменти, які каталізують реакції міжмолекулярного перенесення різних хімічних груп і залишків.

3. Гідролази – ферменти, які каталізують реакції приєднання або відщеплення окремих груп або залишків молекул з участю води.

4. Ліази – ферменти, які каталізують реакції відщеплення від субстрата негідролітичним шляхом певних груп з утворенням подвійних зв’язків або реакції приєднання таких же груп по подвійних зв’язках.

5. Ізомерази – ферменти, які каталізують реакції внутрішньомолекулярного переміщення різних атомних груп або зв’язків (ізомерні перетворення речовин).

6. Лігази (синтетази) – ферменти, які каталізують з’єднання двох і більше молекул простих речовин в одну за рахунок макроергічного зв’язку молекули АТФ або іншого донатора енергії.

Кожний клас ферментів підрозділяється на підкласи, які, у свою чергу, діляться на підпідкласи, підпідкласи складаються з окремих представників. Єдина система класифікації ферментів заснована на чотиризначному десятковому коді, згідно якому класам, підкласам, підпідкласам і індивідуальним ферментам привласнюються номери (шифри). Перша цифра шифру показує, до якого з шести класів відноситься даний фермент, друга цифра означає підклас в класі, третя – підпідклас, четверта – порядковий номер ферменту в даному підпідкласі. Ферменти, для яких каталітичні реакції вивчені недостатньо, тимчасово віднесені в підпідклас з номером 99. Наприклад, деякі ферменти класу оксидоредуктаз (цифра 1), для яких не встановлена природа природного акцептора (підклас 1) позначаються 1.1.99 і т.д.

В даний час біохіміки користуються двома номенклатурами – тривіальною (робочою) і систематичною. Тривіальна номенклатура використовується в повсякденній практиці. Тривіальні назви ферментів короткі, наприклад, пепсин, трипсин, уреаза, мальтаза, лактаза.

Систематичні назви точно ідентифікують фермент і по можливості точно визначають його дію. Систематична назва ферменту складається з двох частин: перша частина назви відображає назву головного субстрата, друга – характер реакції, яка каталізується, і суфікс –аза. На початку шифру ставиться дві букви – КФ (класифікація ферментів) і чотири числа; розділених між собою крапками, – чотиризначний десятковий код ферменту. Так, фермент, який гідролітично розщеплює пептидний зв’язок між двома залишками гліцина (гліцилгліцина), називається гліцилгліцин-гідролаза, його шифр – КФ 3.4.3.1. Якщо фермент каталізує реакцію між двома субстратами (зокрема, перенесення окремих груп атомів), то в першій частині назви ферменту вказуються назви цих субстратів, ставиться двокрапка без інтервалу, а в другій частині вказується характер хімічної реакції і додається суфікс –аза. Так, фермент, що переносить атоми водню від молочної кислоти на кофермент НАД, називається L-лактат:НАД-оксидоредуктаза, його шифр – КФ 1.1.1.27. У ряді випадків дається докладна вказівка про окремі сторони хімізму дії ферменту (за допомогою дужок) за систематичною назвою. Так, фермент, який дезамінує L-глутамінову кислоту шляхом перенесення водню на НАД, називається L-глутамат:НАД-оксидоредуктаза (дезамінуюча), його шифр – КФ 1.4.1.2.

За новою класифікацією можна швидко знайти в списку ферментів потрібний фермент, визначити його тривіальну і систематичну назву, номер (шифр), активні групи і кофактори, характер хімічної реакції, яку він каталізує, дізнатися про джерела сировини для його одержання та ін.

Нижче приводяться відомості за новою класифікацією і номенклатурою ферментів 1961 р. з додаванням змін, внесених пізніше Асамблеями Міжнародного біохімічного союзу. Класи представлені повністю, підкласи, підпідкласи і індивідуальні ферменти – вибірково, залежно від їх значення в обміні речовин.