结构生物化学/特定酶和催化机制/酶分类
由于许多酶具有不反映其功能或催化何种反应的通用名称，因此建立了酶分类系统。为了便于命名酶，创建了六类酶。这些类别分别是氧化还原酶、转移酶、水解酶、裂合酶、异构酶和连接酶。这是用于酶的国际分类。酶通常用于催化官能团、电子或原子的转移。鉴于此，它们根据催化的反应类型被赋予名称。酶被编号为 1-6，从这里开始，它们被分成细分。这允许添加一个四位数，该四位数将位于 EC（酶委员会）之前，每个酶都可以被识别。在酶被分类之前，必须知道它催化的反应。 [1]
氧化还原酶催化氧化还原反应，其中电子被转移。这些电子通常以氢化物离子或氢原子的形式存在。当底物被氧化时，它是氢供体。最常用的名称是脱氢酶，有时会使用还原酶。当氧原子是受体时，称为氧化酶。
转移酶催化基团转移反应。转移发生在将作为供体的分子与将作为受体的另一分子之间。大多数情况下，供体是带正电荷的辅因子，其将要转移的基团带正电荷。例如：己糖激酶用于糖酵解。
水解酶催化涉及水解的反应。在这种情况下，通常涉及官能团向水的转移。当水解酶作用于酰胺、糖苷、肽、酯或其他键时，它们不仅催化底物上基团的水解去除，而且还催化基团向受体化合物的转移。这些酶也可以归类于转移酶，因为水解可以被认为是官能团向水作为受体的转移。然而，由于受体与水的反应很早就被发现，因此它被认为是酶的主要功能，这使得它可以归入此类别。例如胰凝乳蛋白酶。
裂合酶催化反应，其中官能团被添加到分子中的双键中，或反过来，通过去除官能团形成双键。例如，果糖二磷酸醛缩酶用于通过切割 C-C 键将果糖 1,6-二磷酸转化为 G3P 和 DHAP。
异构酶催化反应，这些反应在分子内转移官能团，从而产生异构体形式。这些酶允许化合物内的结构或几何变化。有时，互转换是由分子内氧化还原反应完成的。在这种情况下，一个分子既是氢受体又是氢供体，因此没有氧化产物。缺乏氧化产物是这种酶归入此类别的原因。此类别下的亚类是根据异构体的类型创建的。例如，磷酸葡萄糖异构酶用于将葡萄糖 6-磷酸转化为果糖 6-磷酸。将化学基团移动到同一底物内部。
连接酶用于催化两个底物连接的过程，以及由于缩合反应而形成碳-碳、碳-硫、碳-氮和碳-氧键。这些反应与 ATP 的裂解相偶联。
转运酶是催化离子或分子跨膜移动或在膜内分离的酶。它是协助移动另一个分子（通常穿过细胞膜）的蛋白质的总称。反应被指定为从“侧 1”到“侧 2”的转移，因为以前使用的“进”和“出”的指定可能模棱两可。转运酶是革兰氏阳性细菌中最常见的分泌系统。
七个主要类别中的每一个都包含以下子类别 [2].
- EC 1.1 包括作用于供体 CH-OH 基团的氧化还原酶（醇氧化还原酶）
- EC 1.2 包括作用于供体的 醛 或氧代基团的氧化还原酶
- EC 1.3 包括作用于供体 CH-CH 基团的氧化还原酶（CH-CH 氧化还原酶）
- EC 1.4 包括作用于供体 CH-NH2 基团的氧化还原酶（氨基酸氧化还原酶，单胺氧化酶）
- EC 1.5 包括作用于供体 CH-NH 基团的氧化还原酶
- EC 1.6 包括作用于 NADH 或 NADPH 的氧化还原酶
- EC 1.7 包括作用于其他含氮化合物作为供体的氧化还原酶
- EC 1.8 包括作用于供体的 硫 基团的氧化还原酶
- EC 1.9 包括作用于供体的 血红素 基团的氧化还原酶
- EC 1.10 包括作用于供体的 二酚 和相关物质的氧化还原酶
- EC 1.11 包括作用于受体的 过氧化物 的氧化还原酶（过氧化物酶）
- EC 1.12 包括作用于供体的氢气的氧化还原酶
- EC 1.13 包括作用于单一供体并结合分子氧的氧化还原酶（氧化酶）
- EC 1.14 包括作用于成对供体并结合分子氧的氧化还原酶
- EC 1.15 包括作用于受体的 超氧化物 自由基的氧化还原酶
- EC 1.16 包括氧化金属离子的氧化还原酶
- EC 1.17 包括作用于 CH 或 CH2 基团的氧化还原酶
- EC 1.18 包括作用于供体的铁硫蛋白的氧化还原酶
- EC 1.19 包括作用于还原的 黄素蛋白 作为供体的氧化还原酶
- EC 1.20 包括作用于供体的 磷 或 砷 的氧化还原酶
- EC 1.21 包括作用于 X-H 和 Y-H 以形成 X-Y 键的氧化还原酶
- EC 1.97 包括其他氧化还原酶
- EC 2.1 包括转移一个碳基团的酶（甲基转移酶）
- EC 2.2 包括转移 醛 或 酮 基团的酶
- EC 2.3 包括 酰基转移酶
- EC 2.4 包括 糖基转移酶
- EC 2.5 包括将 烷基 或 芳基 基团（除甲基以外）转移的酶
- EC 2.6 包括将 含氮 基团转移的酶 (转氨酶)
- EC 2.7 包括将 磷 含有基团转移的酶 (磷酸转移酶，包括 聚合酶 和 激酶)
- EC 2.8 包括将 硫 含有基团转移的酶 (硫转移酶 和 硫酸转移酶)
- EC 2.9 包括将 硒 含有基团转移的酶
水解酶
[edit | edit source]- EC 3.1: 酯 键 (酯酶: 核酸酶，磷酸二酯酶，脂肪酶，磷酸酶)
- EC 3.2: 糖 (DNA 糖基化酶，糖苷水解酶)
- EC 3.3: 醚 键
- EC 3.4: 肽键 (蛋白酶/肽酶)
- EC 3.5: 碳-氮键，除肽键以外
- EC 3.6 酸酐 (酸酐水解酶，包括 解旋酶 和 GTP 酶)
- EC 3.7 碳-碳键
- EC 3.8 卤化物 键
- EC 3.9: 磷-氮键
- EC 3.10: 硫-氮键
- EC 3.11: 有机磷化合物 键
- EC 3.12: 硫-硫键
- EC 3.13: 有机硫化合物 键
裂解酶
[edit | edit source]- EC 4.1 包括裂解碳-碳键的裂解酶，例如 脱羧酶 (EC 4.1.1), 醛裂解酶 (EC 4.1.2), 酮酸裂解酶(EC 4.1.3) 以及其他 (EC 4.1.99)
- EC 4.2 包括裂解碳-氧键的裂解酶，例如 脱水酶
- EC 4.3 包括裂解碳-氮键的裂解酶
- EC 4.4 包括裂解碳-硫键的裂解酶
- EC 4.5 包括裂解碳-卤素键的裂解酶
- EC 4.6 包括裂解磷-氧键的裂解酶，例如 腺苷酸环化酶 和 鸟苷酸环化酶
- EC 4.99 包括其他裂解酶，例如 铁螯合酶
异构酶
[edit | edit source]- EC 5.1 包括催化 外消旋化 (消旋酶) 和 差向异构化 (差向异构酶) 的酶
- EC 5.2 包括催化 几何异构体 的异构化的酶 (顺反异构酶)
- EC 5.3 包括 分子内 氧化还原酶
- EC 5.4 包括分子内 转移酶 (变位酶)
- EC 5.5 包括分子内 裂解酶
- EC 5.99 包括其他异构酶（包括拓扑异构酶）
- EC 6.1 包括用于形成碳-氧键的连接酶
- EC 6.2 包括用于形成碳-硫键的连接酶
- EC 6.3 包括用于形成碳-氮键的连接酶（包括精氨酸琥珀酸合成酶）
- EC 6.4 包括用于形成碳-碳键的连接酶
- EC 6.5 包括用于形成磷酸酯 键的连接酶
- EC 6.6 包括用于形成氮-金属键的连接酶
- EC 7.1 包括催化氢离子转运的酶
- EC 7.2 包括催化无机阳离子和其螯合物的转运的酶
- EC 7.3 包括催化无机阴离子的转运的酶
- EC 7.4 包括催化氨基酸和肽的转运的酶
- EC 7.5 包括催化碳水化合物及其衍生物的转运的酶
- EC 7.6 包括催化其他化合物的转运的酶。
- ↑ Berg, Jeremy M., John L. Tymoczko, and Lubert Stryer. BIOCHEMISTRY. 6th ed. New York: W. H. FREEMAN AND COMPANY, 2007.
- ↑ Webb, Edwin C. (1992). 酶命名法 1992：国际生物化学与分子生物学联合会命名委员会关于酶命名和分类的建议. San Diego: Published for the International Union of Biochemistry and Molecular Biology by Academic Press. ISBN 0-12-227164-5.