Enzymy

Enzymy jsou chemické látky, které se nacházejí v celém těle. Iniciují chemické reakce v těle.

Historie

Slovo enzym zavedl Wilhelm Friedrich Kühne v roce 1878 a je odvozeno z řeckého umělého slova enzymon, což znamená droždí nebo kvas. To si pak našlo cestu do mezinárodní vědy. Mezinárodní unie čisté aplikované chemie (IUPAC) a mezinárodní unie biochemie (IUBMB) společně vyvinuly názvosloví enzymů, které definuje zástupce této velké skupiny látek jako jednu společnou skupinu. Pro určení úkolů jednotlivých enzymů je důležité pojmenování, které klasifikuje enzymy podle jejich úkolů.

Pojmenování

Pojmenování enzymů je založeno na třech základních principech. Názvy enzymů končící na -ase popisují několik enzymů v jednom systému. Samotný název enzymu popisuje reakci, kterou enzym iniciuje (katalyzuje).

Název enzymu je také klasifikací enzymu. Kromě toho byl vyvinut systém kódů, systém čísel EC, ve kterém lze enzymy nalézt pod číselným kódem čtyř čísel. První číslo označuje třídu enzymů.

Seznamy všech registrovaných enzymů zajišťují rychlejší nalezení zadaného kódu enzymu. Ačkoli jsou kódy založeny na vlastnostech reakce, kterou enzym katalyzuje, číselné kódy se v praxi ukazují jako nepraktické. Častěji se používají systematické názvy navržené podle výše uvedených pravidel.

Problémy s nomenklaturou vznikají například s enzymy, které katalyzují několik reakcí. Proto pro ně někdy existuje několik jmen. Některé enzymy mají triviální názvy, které nenaznačují, že uvedená látka je enzym. Vzhledem k tomu, že názvy jsou tradičně široce používány, některé z nich byly zachovány.

Klasifikace podle funkce enzymu

Podle IUPAC a IUBMB jsou enzymy rozděleny do šesti enzymatických tříd podle reakce, kterou iniciují: Některé enzymy jsou schopné katalyzovat několik, někdy velmi odlišných reakcí. V takovém případě jsou zařazeny do několika tříd enzymů.

  • Oxidoreduktázy Oxidoreduktázy iniciují redoxní reakce.

    V této chemické reakci jsou elektrony přenášeny z jednoho reaktantu do druhého. To má za následek uvolnění elektronů (oxidaci) jedné látky a přijetí elektronů (redukci) jinou látkou. Vzorec pro katalyzovanou reakci je A? + B? A? + B?

    Látka A uvolňuje elektron (?) A je oxidována, zatímco látka B tento elektron přijímá a je redukována. Proto se redoxní reakce také nazývají redukčně-oxidační reakce.

    Mnoho metabolických reakcí je redoxních reakcí. Oxygenázy přenášejí jeden nebo více atomů kyslíku na svůj substrát.

  • Transferázy Transferázy přenášejí funkční skupinu z jednoho substrátu na druhý. Funkční skupina je skupina atomů v organických sloučeninách, které určují vlastnosti látky a reakční chování.

    Chemické sloučeniny, které nesou stejné funkční skupiny, jsou kvůli podobným vlastnostem seskupeny do tříd látek. Funkční skupiny budou rozděleny podle toho, zda jsou heteroatomy nebo ne. Heteroatomy jsou všechny atomy v organických sloučeninách, které nejsou ani uhlíkem, ani vodíkem.

    Příklad: -OH -> hydroxylová skupina (alkoholy)

  • Hydrolázy Hydrolázy štěpí vazby nebo estery, estery, peptidy, glykosidy, anhydridy kyselin nebo vazby CC v reverzibilních reakcích za použití vody. Rovnovážná reakce je: A-B + H2O? A-H + B-OH.

    Enzym, který patří do skupiny hydroláz, je např. Alfa galaktosidáza.

  • Lyázy Lyázy, také nazývané syntázy, katalyzují štěpení komplexních produktů z jednoduchých substrátů bez odštěpování ATP. Reakční schéma je ABaA + B. ATP je adenosintrifosfát a nukleotid skládající se z trifosfátu nukleosidového adenosinu (a jako takového vysokoenergetického stavebního bloku RNA nukleové kyseliny).

    ATP je však hlavně univerzální formou okamžitě dostupné energie v každé buňce a zároveň důležitým regulátorem procesů poskytujících energii. ATP je syntetizován z jiných zásob energie (kreatin fosfát, glykogen, mastné kyseliny) podle potřeby. Molekula ATP se skládá z adeninového zbytku, cukrové ribózy a tří fosfátů (?

    až?) v esterové (?) nebo anhydridové vazbě (?

    a ? ).

  • Izomerázy Izomerázy urychlují chemickou přeměnu izomerů. Izomerie je výskyt dvou nebo více chemických sloučenin s přesně stejnými atomy (stejný molekulární vzorec) a molekulovými hmotnostmi, které se však liší vazbou nebo prostorovým uspořádáním atomů. Odpovídající sloučeniny se nazývají izomery.

    Tyto izomery se liší svými chemickými a / nebo fyzikálními vlastnostmi a často také svými biochemickými vlastnostmi. Isomerismus se vyskytuje hlavně u organických sloučenin, ale také u (anorganických) koordinace sloučeniny. Izomerie je rozdělena do různých oblastí.

  • Ligázy Ligázy katalyzují tvorbu látek, které jsou chemicky složitější než použité substráty, ale na rozdíl od lyáz jsou pouze enzymaticky aktivní při štěpení ATP. K tvorbě těchto látek je tedy zapotřebí energie, která se získává štěpením ATP.