НАУКА О ФЕРМЕНТАХ

ЭНЗИМОЛОГИЯ
{ НАУКА О ФЕРМЕНТАХ
Энзимология – наука о ферментах,
их структуре, механизмах действия и
путях регуляции их активности.
активности.
от греч. “en
“en zyme
zyme”” – “в дрожжах”
 от лат. “fermentatio
“fermentatio”” – “брожение”






нач. 17 в. – введение в научную лексику терминов
“фермент” и “энзим” голландским
естествоиспытателем Я.Б. Ван-Гельмонтом.
1814 г. – открытие К.Кирхгофом ферментативного
действия водных вытяжек из проросшего ячменя,
расщепляющих крахмал.
1833 г. – получение А. Пайеном и Ж. Персо первого
очищенного ферментного препарата амилазы.
1926 г. – получение Дж. Самнером кристаллического
препарата уреазы.
1956 г. – установление С. Муром, У. Стайном, К.
Анфинсеном аминокислотной последовательности
рибонуклеазы из поджелудочной железы быка.
Ферменты - природные
биокатализаторы..
биокатализаторы
3709 ферментов в базе данных.
Ферменты имеют белковую природу.
природу.
Исключение – рибозимы –
малые ядерные молекулы РНК.
РНК.
Рибозимы (6 классов) –
катализируют реакции созревания
тРНК и рРНК
рРНК,,
сплайсинг мРНК
мРНК..
Предполагается, что рибозимы –
первые природные катализаторы на
Земле.
СВОЙСТВА ФЕРМЕНТОВ
общие с неорганическими катализаторами
ФЕРМЕНТЫ:
1. катализируют только термодинамически
возможные процессы, т.е.
Gреакции < 0.
0.
2. ускоряют наступление состояния равновесия
(скорость прямой реакции = скорость обратной
реакции),
реакции
), не смещая его в сторону прямой или
обратной реакции.
реакции.
3. не расходуются и не модифицируются в
процессе катализа.
Специфические свойства ферментов:
1.
глобулярные белки;
1.
высокие скорости ферментативных реакций (в
1010 выше, чем без катализаторов);
2.
высокая специфичность действия ферментов;
3.
активность ферментов регулируется (in
(in vivo и in
vitro);
vitro
);
4.
высокая чувствительность к внешним факторам
(к температуре, рН среды и др.).
Специфические свойства
ферментов обусловлены их
белковой природой
(структурными особенностями и
физико--химическими
физико
свойствами).
КЛАССИФИКАЦИЯ И
НОМЕНКЛАТУРА
ФЕРМЕНТОВ
Тривиальная номенклатура.
Например,
 пепсин (от греч. “пепсис
“пепсис”” – “пищеварение”),
 трипсин (от греч. “трипсис
“трипсис””–“разжижаю”),
 папаин (от названия дынного дерева Carica
papaja).
papaja
).
Рациональная номенклатура.
номенклатура.
Название фермента составляется из названия
субстрата и характерного окончания ““-аза”.
Например,
 амилаза - катализирует гидролиз крахмала,
получил название (от греч. “амилон
“амилон”
”–
“крахмал”),
 липаза - гидролиз липидов (от греч. “липос
“липос”
”–
“жир”),
 уреаза – гидролиз мочевины (от греч. “уреа
“уреа”
”–
“мочевина”) и т.д.
В 1961 г. Международная комиссия
по номенклатуре ферментов
приняла номенклатуру на строго
научных принципах. Согласно этой
номенклатуре название фермента
состоит из:
химического названия субстрата и
названия катализируемой реакции.
реакции.
Например,
 лактатдегидрогеназа – фермент,
катализирующий дегидрогенизацию
(тип реакции) лактата (субстрат);

аминоацил-тРНК
аминоацилтРНК--синтетаза – фермент,
катализирующий синтез (тип реакции)
комплекса аминокислоты и
соответствующей тРНК (два субстрата).
В основе классификации
ферментов лежит
тип катализируемой
реакции..
реакции
Тип катализируемой
реакции
1. Оксидоредуктазы Окислительно-восстановительные реакции всех типов
Перенос отдельных атомов и
2. Трансферазы
групп атомов
Гидролитическое
3. Гидролазы
расщепление химических
связей
Негидролитическое
4. Лиазы
расщепление двойных связей
или их образование
Взаимопревращение
5. Изомеразы
различных изомеров
Образование связей (синтез) с
6. Лигазы
затратой энергии АТФ
Класс ферментов