Enzymen zijn chemische stoffen die door het hele lichaam kunnen worden aangetroffen. Ze veroorzaken chemische reacties in het lichaam.
Geschiedenis
Het woord enzym werd geïntroduceerd door Wilhelm Friedrich Kühne in 1878 en is afgeleid van het Griekse kunstmatige woord enzymon, dat gist of zuurdeeg betekent. Dit vond vervolgens zijn weg naar de internationale wetenschap. De internationale unie van pure toegepaste chemie (IUPAC) en de internationale unie van biochemie (IUBMB) ontwikkelden samen een nomenclatuur van enzymen, die de vertegenwoordigers van deze grote groep stoffen als één gemeenschappelijke groep definieert. Belangrijk voor het bepalen van de taken van de individuele enzymen is de naamgeving, die de enzymen classificeert op basis van hun taken.
Benoemen
De naamgeving van de enzymen is gebaseerd op drie basisprincipes. Enzymnamen die eindigen op -ase beschrijven verschillende enzymen in één systeem. De enzymnaam zelf beschrijft de reactie die het enzym op gang brengt (katalyseert).
De enzymnaam is ook een classificatie van het enzym. Daarnaast is er een codesysteem ontwikkeld, het EC-nummersysteem, waarin de enzymen onder een cijfercode van vier cijfers terug te vinden zijn. Het eerste cijfer geeft de enzymklasse aan.
Lijsten met alle geregistreerde enzymen zorgen ervoor dat de opgegeven enzymcode sneller gevonden kan worden. Hoewel de codes zijn gebaseerd op de eigenschappen van de reactie die het enzym katalyseert, blijken numerieke codes in de praktijk onpraktisch te zijn. Vaker gebruikt zijn systematische namen die zijn ontworpen volgens de bovengenoemde regels.
Nomenclatuurproblemen doen zich bijvoorbeeld voor bij enzymen die meerdere reacties katalyseren. Daarom zijn er soms meerdere namen voor. Sommige enzymen hebben triviale namen, die niet aangeven dat de genoemde stof een enzym is. Omdat de namen van oudsher op grote schaal werden gebruikt, zijn sommige ervan behouden.
Indeling volgens enzymfunctie
Volgens IUPAC en IUBMB worden enzymen onderverdeeld in zes enzymklassen op basis van de reactie die ze initiëren: sommige enzymen zijn in staat om meerdere, soms zeer verschillende reacties te katalyseren. Als dit het geval is, worden ze ingedeeld in verschillende enzymklassen.
- Oxidoreductases Oxidoreductases initiëren redoxreacties.
Bij deze chemische reactie worden elektronen overgedragen van de ene reactant naar de andere. Dit resulteert in een elektronenafgifte (oxidatie) van de ene stof en een elektronenacceptatie (reductie) door een andere stof. De formule voor de gekatalyseerde reactie is A ?? + B? A? + B?
Stof A geeft een elektron (?) Af en wordt geoxideerd, terwijl stof B dit elektron opneemt en wordt gereduceerd. Daarom worden redoxreacties ook wel reductie-oxidatiereacties genoemd.
Veel metabolische reacties zijn redoxreacties. Oxygenases dragen een of meer zuurstofatomen over naar hun substraat.
- Transferases Transferases dragen de functionele groep over van het ene substraat naar het andere. De functionele groep is een groep atomen in organische verbindingen die de eigenschappen van de stof en het reactiegedrag bepalen.
Chemische verbindingen, die dezelfde functionele groepen dragen, zijn vanwege vergelijkbare eigenschappen gegroepeerd in stofklassen. Functionele groepen worden onderverdeeld naargelang ze heteroatomen zijn of niet. Heteroatomen zijn allemaal atomen in organische verbindingen die noch koolstof, noch waterstof zijn.
Voorbeeld: -OH -> hydroxylgroep (alcoholen)
- Hydrolasen Hydrolasen breken de bindingen of esters, esters, peptiden, glycosiden, zuuranhydriden of CC-bindingen af in omkeerbare reacties met water. De evenwichtsreactie is: A-B + H2O? A-H + B-OH.
Een enzym dat tot de groep van hydrolasen behoort, is bijvoorbeeld alfa-galactosidase.
- Lyases Lyases, ook wel synthases genoemd, katalyseren de splitsing van complexe producten van eenvoudige substraten zonder ATP af te splitsen. Het reactieschema is AB? A + B. ATP is adenosinetrifosfaat en een nucleotide dat bestaat uit het trifosfaat van het nucleoside adenosine (en als zodanig een hoogenergetische bouwsteen van het nucleïnezuur-RNA).
ATP is echter vooral de universele vorm van direct beschikbare energie in elke cel en tegelijkertijd een belangrijke regulator van energieleverende processen. ATP wordt gesynthetiseerd uit andere energieopslagplaatsen (creatine fosfaat, glycogeen, vetzuren) indien nodig. Het ATP-molecuul bestaat uit een adenineresidu, de suikerribose en drie fosfaten (?
naar?) in ester (?) of anhydridebinding (?
en? ).
- Isomerasen Isomerasen versnellen de chemische omzetting van isomeren. Isomerie is het voorkomen van twee of meer chemische verbindingen met exact dezelfde atomen (dezelfde molecuulformule) en molecuulmassa's, maar die verschillen in de koppeling of ruimtelijke ordening van de atomen. De overeenkomstige verbindingen worden isomeren genoemd.
Deze isomeren verschillen in hun chemische en / of fysische, en vaak ook in hun biochemische eigenschappen. Isomerie komt voornamelijk voor bij organische verbindingen, maar ook bij (anorganische) coördinatie verbindingen. De isomerie is onderverdeeld in verschillende gebieden.
- Ligases Ligases katalyseren de vorming van stoffen die chemisch complexer zijn dan de gebruikte substraten, maar, in tegenstelling tot lyases, alleen enzymatisch actief zijn onder ATP-splitsing. Voor de vorming van deze stoffen is daarom energie nodig, die wordt verkregen door ATP-splitsing.
