Классификация и свойства ферментов, реакции с участием ферментов
Липаза, орнитиндекарбоксилаза, амилаза, глюкозофосфатизомераза
Задание 1.
Нужно написать уравнения реакции с участием ферментов: липаза, орнитиндекарбоксилаза, амилаза, глюкозофосфатизомераза. Указать класс и подкласс ферманта.
Решение:
1.Липаза
Липаза (lipase) - фермент класса гидролаз, катализирующий гидролиз сложноэфирных связей в триглицеридах с образованием жирной кислоты и глицерина. Липазы – ферменты, которые контролируют гидролиз нейтральных жиров (триацилглицеролов):
Класс 3. Гидролазы;
Подкласс 3.1. Действующие на сложные эфиры.
Подкласс 3.1. Действующие на сложные эфиры.
Подподкласс 3.1.1. Гидролазы карбоновых кислот.
Классификационный номер - КФ 3.1.1.3.
Характеристика фермента:
Систематическое название - Триацилглицерол:ацилгидролаза.
Рабочее название - ТАГ-липаза
2. Орнитиндекарбоксилаза
Орнитиндекарбоксилаза - высокоспецифичный фермент, катализирует превращение орнитина в путресцин:
H2N-CH2-CH2-CH2 -CH(NH2)-COOH + (орнитин-декарбоксилаза) ⇔
орнитин (диаминобутан)
⇔ H2N-CH2-CH2-CH2 -CH2-NH2 + СО2
путресцин
Путресцин (диаминобутан) является трупным ядом.
Орнитиндекарбоксилаза относится к классу лиазы, подклассу - углерод-углерод-лиазы. Лиазы – ферменты, катализирующие разрыв С—О, С—С, C—N и других связей, а также обратимые реакции отщепления различных групп негидролитическим путем.
Классификация орнитиндекарбоксилаз:
Класс 4. Лиазы;
Подкласс 4.1. Углерод-углерод-лиазы.
3. Амилаза
Амилаза - фермент, который катализирует реакцию гидролиза крахмала, гликогена и родственных поли- и олигосахаридов. Амилаза, присутствующий в слюне, катализирует выделение глюкозы из крахмала. При оптимальной температуре и pH одна молекула амилазы может производить 18 ООО молекул глюкозы в секунду.
Крахмал + Н2О (амилаза) →
→ Мальтоза + Мальтотриоза + Декстрин + nС6Н12O6
ИЛИ
(С6Н10О5)n → (С6Н10О5)х → yС12Н22О11 → nС6Н12О6)
Схема реакции (фермент амилаза слюны):
(С6Н10О5)n + Н2O → nС6Н12O6.
Классификация:
Класс 3. Гидролазы, катализирующие гидролиз химических связей.
Подкласс 3.2. Действующие на сахар (углевод).
4. Глюкозофосфатизомераза.
Глюкозофосфатизомераза относится к эпимиразам. Эпимеразы изменяют конфигурацию при одном из хиральных атомов углерода, например: взаимопревращение ?- и ?-изомеров, превращения рибулоза - ксилулоза, галактоза - глюкоза, манноза - галактоза.
Глюкозофосфатизомераза - катализирует взаимное превращение глюкозо-6-фосфата и фруктозо-6-фосфата:
Глюкозо-6-фосфат (C6H13O9P) →
→ фруктозо-6-фосфат (C6H13O9P).
Классификация:
Класс 5. Изомеразы;
Подкласс 5.1. Рацемазы и эпимеразы.
Лактатдегидрогеназа, триацилглицерол-липаза, глутатионтиолестераза (S- ацилглутатион гидролаза), гексокиназа
Задание 2.
Помогите написать уравнения реакции с участием ферментов имеющих следующий шифр: КФ 1.1.1.27., КФ 3.1.1.3., КФ 3.1.2.7., КФ 2.7.1.1.
Решение:
1. КФ 1.1.1.27.
Лактатдегидрогеназа (L-лактат: NAD-оксидоредуктаза (LDH) 1.1.1.27.) — фермент, принимающий участие в реакциях гликолиза. Лактатдегидрогеназа катализирует превращение лактата в пируват, при этом образуется NADH.
Например, катализирует следующую реакцию:
Лактат + НАД Лактатдегидрогеназа → Пируват + НАДН
ЛДГ катализирует передачу восстановительного эквивалента от лактата на НАД+ (NАD+) или от НАДН (NADH) на пируват.
L-лактат + НАД+ → пируват + НАДН + H+
Молочная кислота (лактат) CH3-CH(OH)-COOH — 2-гидроксипропановая кислота.
Фермент лактатдегидрогеназа (ЛДГ) катализирует обратимую реакцию окисления лактата (молочной кислоты) до пирувата (пировиноградной кислоты):
2. К.Ф.3.1.1.3.
К.Ф.3.1.1.3. - это фермент липаза или триацилглицерол-липаза широко распространена в природе и играет важную роль в процессах, протекающих при переработке и хранении пищевых продуктов. В настоящие время выделены и охарактеризованы липазы растительного происхождения (липаза клещевины, пшеницы и других злаков), животного (панкреатическая липаза, липаза молока) и микробного (бактериальные и грибные липазы).
Липазы являются универсальными ферментами, используемыми для преобразования липидов. Субстратами липаз являются глицериды и другие сложные эфиры. Липазы более других представителей класса гидролаз обладают способностью катализировать различные типы реакций. Эти типы следующие:
1 – Гидролиз эфиров:
R–COO–R1 + H2O → R–COOH + R1–OH
2 – Синтез эфиров:
R–COOH + HO–R1 → R–COO–R1 + H2O
3 – Трансэтерификация:
3.1 Ацидолиз:
R–COO–R1 + R2–COOH → R2–COO–R1 + R–COOH
3.2 Алкоголиз:
R–COO–R1 + HO–R1 → R–COO–R2 + HO–R1
3.3 Интерэтерификация:
R–COO–R1 + R2–COO–R3 R–COO–R3 + R2–COO–R1
3.4 Аминолиз:
R–COO–R1 + H2N–R2 → R–CO–NH–R2 + HO–R1
Обычно липазы катализируют реакцию расцепления триглицеридов согласно приведенному ниже уравнени:
3. КФ 3.1.2.7.
КФ 3.1.2.7. — это глутатионтиолестераза (S- ацилглутатион гидролаза) или (цитрил-глутатион тиоэфиргидролаза). Этот фермент катализирует следующую химическую реакцию:
S- ацилглутатион + H2O → глутатион + карбоксилат
или
3. КФ 3.1.2.7.
КФ 2.7.1.1. - это фермент гексокиназа (ATР: D-гексозо-6-фосфотрансфераза), катализирует перенос фосфатной группы с АТР на моносахариды:
