Chemický slovník/Enzymy

Enzymy, (biokatalyzátory) jsou makromolekulární látky bílkovinné povahy, které řídí většinu biochemických reakcí v těle živočišných i rostlinných organismů, tyto biochemické reakce jsou zodpovědné za veškeré jejich životní projevy. Přestože chemické reakce katalyzované enzymy a katalyzátory probíhají podle stejných přírodních zákonů, liší se v několika významných bodech:

• rychlosti těchto enzymově katalyzovaných reakcí jsou vždy o několik řádů vyšší, něž rychlosti reakcí probíhajících za přítomnosti chemických katalyzátorů
• probíhají při teplotách do 100 °C, při konstantním tlaku, bez objemových změn a až na výjimky (trávicí soustava) v téměř neutrálním prostředí
• oproti chemickým katalyzátorům mají enzymy mnohem vyšší specifitu k substrátům
• v průběhu reakcí katalyzovaných enzymy většinou nevznikají vedlejší produkty
• enzymově katalyzované reakce jsou velmi citlivě regulovány a princip regulace není vždy stejný

Dělení enzymů do tříd

1. Oxidoreduktasy katalyzují oxidačně redukční procesy. K nejvýznamnějším oxidoreduktasam patří pyridinukleotidové dehydrogenasy a flavinové dehydrogenasy, které přenášejí atomy vodíku, případně elektrony.
2. Transferasy katalyzují přenos skupin i celých molekul z dárce (donoru) na příjemce (akceptor). Např. fosfotransferasy katalyzují přesun fosfátového zbytku jehož donorem je ATP.
3. Hydrolasy katalyzují hydrolytické štěpení různých vazeb. K nejvýznamnějším patří glykosidasy, které katalyzují štěpení glykosidů na disacharidy nebo monosacharidy, lipasy katalyzující štěpení triacylglycerolů (tuky) na glycerol a mastné kyseliny a proteasy umožňující štěpení proteinů na aminokyseliny.
4. Lyasy katalyzují reakce v jejichž průběhu dochází ke štěpení vazeb jiným způsobem než hydrolýzou. Do této skupiny patří např. dekaroboxylasy aminokyselin.
5. Isomerasy katalyzují změny v rámci jedné molekuly. Přesouvají atomy nebo celé skupiny z jednoho atomu uhlíku na jiný, mění polohu skupin na chirálním centru apod.
6. Ligasy katalyzují syntézu molekul organických sloučenin za současné spotřeby ATP.

Kódové označení enzymů

Výše uvedené třídy se staly základem pro vytvoření čtyřmístných kódů, předznamenaných písmeny EC (z angl. Enzyme Commision) s jejichž pomocí lze určit a charakterizovat každý enzym. První číslo kódu značí třídu, druhé značí skupinu chemické vazby, třetí značí podskupinu, čtvrté značí pořadové číslo enzymu v podskupině. Jako příklad si uvedeme NAD⁺-oxidoreduktasu (EC 1.1.1.1.). První dvě čísla informují o tom, že tento enzym patří mezi oxidoreduktasy působící na -CH₂OH skupinu. Třetí číslo označuje akceptor elektronu (konkrétně NAD⁺ nebo NADP⁺). Čtvrtá číslice udává pořadové č. enzymu v příslušné podskupině.