Лекция: КЛАССИФИКАЦИЯ И НОМЕНКЛАТУРА ФЕРМЕНТОВ

Катализируемая химическая реакция представляет собой тот специ­фический признак, по которому один фермент отличается от другого. Поэтому естественно и логично, что классификация и номенклатура фер­ментов основывается на этом принципе. Современная классификация ферментов разработана специальной Комиссией Международного Био­химического Союза и изложена в книге «Номенклатура ферментов», ко­торая вышла в русском переводе в 1979 г.

В основе классификации лежат три положения:

а) все ферменты делятся на 6 классов по типу катализируемой реакции;

б) каждый фермент получает систематическое название, включающее на­
звание субстрата, тип катализируемой реакции, и окончание «аза»; кро­-
ме того, Комиссией были сохранены и узаконены тривиальные назва­-
ния. Таким образом, возникла двойная система наименования фер­-
ментов;

в) каждому ферменту присваивается четырехзначный шифр (код). Первое
число указывает класс ферментов, второе — подкласс, третье — под-
подкласс, четвертое — порядковый номер фермента в подподклассе.

Например, алкогольдегидрогеназа (Н.Ф.1.1.1.1): первая цифра — 1 — означает класс оксидоредуктаз, вторая цифра — 1 — подкласс дегидроге-

наз (действует на СН—ОН-группу доноров), третья цифра — 1 — подпод-класс анаэробные дегидрогеназы (акцептором служит НАД+ или НАДФ+), четвертая цифра — 1 — конкретный фермент алкогольдегидрогеназа.

Или α-амилаза (Н.Ф.3.2.1.1): первая цифра — 3 — класс гидролаз, вто­рая цифра — 2 — подкласс карбогидраз, третья цифра — 1 — подподк-ласс полиаз, четвертая цифра — 1 — конкретный фермент α-амилаза.

Современная международная классификация ферментов делит все ферменты на 6 основных классов:

1 класс —оксидоредуктазы — ферменты, катализирующие окис­
лительно-восстановительные реакции (присоединение О2, отнятие и пе­-
ренос Н2, перенос электронов);

2 класс — трансферазы — ферменты переноса. Катализируют пе­-
ренос целых атомных группировок с одного соединения на другое (на­-
пример, остатков моносахаридов, аминокислот, остатков фосфорной кис-­
лоты, метальных и аминных групп и т.д.);

3 класс — гидролазы — ферменты, катализирующие реакции гид­-
ролиза, то есть расщепления сложных органических соединений на бо-­
лее простые с участием воды. Эти реакции могут быть выражены следу­-
ющим уравнением:

RR1 + НОН→R-OH + R1-H;

4 класс — лиазы — ферменты, катализирующие реакции негидро­-
литического отщепления каких-либо групп от субстрата с образованием
двойной связи или присоединение группировок по месту разрыва двой­-
ной связи (например, отщепление Н2О, СО2, NH3 и т.д.);

5 класс — изомеразы — ферменты, катализирующие реакции из-о­
меризации, то есть внутримолекулярного переноса химических группиро-­
вок и образование изомерных форм различных органических соединений;

6 класс — лигазы (синтетазы) — ферменты, катализирующие
реакции синтеза, сопряженные с разрывом высокоэнергетической связи
АТФ и других нуклеозидтрифосфатов (при этом возможно образование
С-С-; C-S-; С-О-; и C-N- связей).

В табл. 8.2 представлены шифры, принятые для различных фермен­тов, их систематические и тривиальные названия. В таблицу включены лишь ферменты, имеющие принципиальное значение при хранении, пе­реработке сырья и в производстве пищевых продуктов. В дальнейшем, везде где это возможно, будут применяться тривиальные названия.

Внимание технологов, перерабатывающих биологическое сырье, при­влекают прежде всего ферменты 1-го класса — оксидоредуктазы, а также 3-го класса — гидролазы, поскольку при переработке пищевого сырья про­исходит разрушение клеточной структуры биологического материала, по­вышается доступ кислорода воздуха к измельченным тканям и создаются

благоприятные условия для действия ферментов типа оксигеназ, а также высвобождаются гидролитические ферменты, которые активно расщеп­ляют все основные структурные компоненты клетки (белки, липиды, по­лисахариды), в связи с чем процессы распада клеточного содержимого (процессы автолиза, самопереваривания) становятся преобладающими.

Остановимся на рассмотрении отдельных представителей этих двух важнейших для пищевой промышленности классов ферментов с пози­ции описания их свойств, активности, механизма реакции и коснемся вопросов практического применения, которые будут рассмотрены более подробно в разделах, посвященных применению ферментов в конкрет­ных пищевых технологиях.