Классификация, свойства ферментов и составление уравнений реакций с участием ферментов

Видео:2.Классы ферментов с примерами реакций. БиохимияСкачать

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) ⇔  H₂N-CH₂-CH₂-CH₂ -CH₂-NH₂ + СО₂
       орнитин                                                                                                    путресцин (диаминобутан)

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.
 

Видео:1.Классификация ферментов. ШПАРГАЛКА! БиохимияСкачать

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: