Podela fermenata deo 4

Podela fermenta

Podela fermenata: detaljna klasifikacija i opis funkcija enzima, njihov znacaj u bioloskim procesima, medicini, industrijskoj primeni i nauci danas.

Podela fermenta – hidrolaze

Ako ste propustili :

• encimske reakcije i fermenti
• razdrazljivost celije

Podela fermenta – Grupa hidrolaza obuhvata vrlo veliki broj fermenata koji razlazu slozena organska jedinjenja : oligosaharide i polisaharide , masti , belancevine i polipeptide uz niz drugih na njihove sastojke uz ucesce odgovarajuceg broja molekula vode : XY+H2​O ⇌ X+Y

Podela fermenata -Prema tipu veze na koju dejstvuju hidrolaze se dele na vise grupa :

a) esteraze koje razlazu estere raznih neorganskih i organskih kiselina na alkohol i odgovarajucu kiselinu;

b) glikozidaze koje dejstvuju na glikozidne veze polisaharida i oligosaharida i razlazu ih na jednostavnije sastojke : prostije polisaharide , oligosaharide odnosno monosaharide ;

c)peptid-hidrolaze dejstvuju na peptidne veze proteina i peptida i hidrolizuju ih do prostijih polipeptida ili aminokiselina;

d) amidaze razlazu razne amide.

Podela fermenta – esteraze

Podela fermenata – esteraze se mogu podeliti u vise grupa .

Podela fermenata – Lipaze

Lipaze ( glicerol-estar-hidrolaze) nalaze se u organima za varenje -zeludacna , pankreasna i crevna lipaza , zatim u masnom tkivu , jetri i nizu drugih organa .

Specificnost lipaza je relativna jer dejstvuju na estere raznih zasicenih i nezasicenih , visih i nizih masnih kiselina sa raznim alkoholima , mada najefikasnije dejstvuju na gliceride.

Podela fermenata – fosfatidaze

Prerporucujemo vam sledecu knjigu – porucite je jos danas

Fosfatidaze (fosfatid-acil-hidrolaze) razlazu monoaminofosfatide ( lecitine , kefaline i dr.) . Dele se na fosfatidaze A i fosfatidaze B . Prve od fosfatida odvajaju jedan molekul nezasicene masne kiseline u pretvaraju ih u lizofosfatide ( lizolecitin i dr.) .

Podela fermenata. Nalaze se u degestivnom traktu i nizu otrova zmija i insekata ( pcelinji i dr.) . Posto lizofosfatidi izazivaju hemolizu eritrocita , to su ovi encimi otrovni , ukoliko se unesu u krv.

Fosfitaze B ( lizofosfatidaze ) odvajaju od lizofosfatida drugi molekul masne kiseline i daju glicerofosfoholin , glicerofosfoookolamin , odnosno glicerofosfoserin.

Podela fermenata – acetil-holin-esteraze

Acetil-holin-esteraze (acetil-holin-acetil-hidrolaze) ili prave holin-esteraze nalaze se u celicnim membranama misica , nervnih i drugih celija . Strogo su specificne , prema acetil-holinu i ne dejstvuju na druge estre holina.

Inhibise ih niz jedinjenja kao ezerin , slozeni organski polifosfati (diizopropil-fluorofosfat , paration) i niz srodnih jedinjenja .

Podela fermenata -vrste fermenata

Holin-esteraze (acetil-holin-acil-hidrolaze ili pseudoholin-esteraze) nalaze se u mnogim organima i telesnim tecnostima . Dejstvuju na estre holina sa raznim organskim kiselinama, pa i na acetil-holin . Ezerin ih ne inhibise .

Podela i vrste fermenata

Holesterin-esteraze (hidrolaze estera holesterina) razlazu estere holesterina na holesterin i odgovarajucu masnu kiselinu . Nalazi se u crvenom soku i mnogim organima .

Podela i vrste fermenata

Lipoproteid-lipaza aktivise se u krvi pod uticajem heparina i jos nedovoljno rasvetljenih fizioloskih faktora. Dejstvuje na hilomikrone (masne kapljice koje se javljaju u krvnoj plazmi posle masnih obroka) i neke lipoproteide .

Fosfataze ( hidrolaze estera fosforne kiseline ) dejstvuju na razlicite estere fosforne kiseline . prema supstratima na koje dejstvuju i nacinu dejstva dele se u vise grupa .

Fosfomonoesteraze (hidrolaze monoestara fosforne kiseline ) razlazu monoestre fosforne kiseline . Od njih su najvaznije alkalna fosfataza koja se nalazi u kostima ( njen aktivator je vitamin D ) , jetri , nizu drugih organa i u krvnom serumu , gde je povecana kod niza oboljenja , a narocito pri ostecenju jetre ; optimalni pHjoj je u baznoj sredini i kisela fosfataza koja se nalazi u prostati i takodje u krvnom serumu , optimalni pH joj je u kiseloj sredini.

Podela i vrste fermenata

Podela i vrste fermenata .Fosfodiesteraze ( hidrolaze diestara fosforne kiseline ) hidrolizuju diestre i poliestre fosforne kiseline na alkohol i monoestre .

Od fosfodiesteraza pomenucu fofsodiesteraze , koje hidrolizuju fosfatide na azotnu bazu (kolamin ili holin) i glicerofosfat , i polinukleotidaze , koje hidrolizuju nukleinske kiseline na mononukleotide . Polinukleotidaze se dele na dezoksiribonukleotidaze (DN-aze) koje dejstvuju na dezoksiriribonukleinske kiseline , i ribonukleotidaze (RN-aze) , koje hidrolizuju ribonukleinske kiseline.

Ove dve grupe fermenata su strogo specificne.

Podela i vrste fermenata

Podela i vrste fermenata . Sulfataze ( hidrolaze estara sumporne kiseline) nalaze se u bubrezima i jetri i dejstvuju na estere sumporne kiseline sa fenolima i sterinima , zatim na hondroitinsulfat i druge estere sumporne kiseline .

Glikozid-hidrolaze ( karbohidraze)

Podela i vrste fermenata

Glikozid -hidroooobuhvataju veliku grupu fermenata koji dejstvuju na slozene ugljene- hidrate – polisaharide i olisaharide – razlazuci ih do oligosaharida ili monosaharida . Medju njima se razlikuju : hidrolaze za polisaharide i oligaze .

Bonus video :

Hidrolaze za polisaharide

Podela i vrste fermenata

Amilaze dejstvuju na skrob i glikogen i hidrolizuju ih do maltoze . Nalaze se u pljuvacki nekih sisara (covek, majmun , svinja) , u pankreasnom i crevnom soku , potom u jetri i nizu drugih organa , krvnom serumu i mokraci .

U novije vreme se amilaze dele na vise grupa :

a) α-amilaze , koje dejstvuju na veze 1-4 u lancima polisaharida

b) β-amilaze , koje dejstvuju na iste veze u onim lancima polisaharida koji nemaju slobodne krajnje (terminalne )poluacetalne grupa i

c)amilo-1.6-hidrolaze , koje razlazu veze-1.6- na mestu racvanja polisaharidskih lanaca glikogena ili skroba.

Podela i vrste fermenata

Celulaze dejstvuju na β-glukozidne veze u molekulu celuloze i razlazu celulozu do celobioze . Nalaze se u digistvinim sokovima beskicmenjaka ( na primer puza ) i u nekim mikroorganizmima , dok ih u organizmu kicmenjaka , pa prema tome ni u degestivnom traktu sisara i ptica nema.

Biljojedi ipak koriste znatan deo celuloze hrane zahvaljujuci mikroorganizmima koji zive u pred zelucima (prezivara) odnosno u debelom crevu ( biljojeda ne prezivara).

Podela i vrste fermenata

Fosforilaze. Podela i vrste fermenata. U jetri , misicima i nizu drugih organa razlaganje glikogena odigrava se zahvaljujuci dejstvu fermenata fosforilaza po jednacini :

Glikogen
(α-1,4-glikozil)n + H3PO4 → (α-1,4-glikozil)n-1 + α-D-glukozo-1-fosfat
Skrob

U toku ove reakcije umesto hidrolize , razlaganja uz ucesce molekula vode , odigrava se proces fosforilize , u kome umesto vode ucestvuje fosforna kiselina.

Podela i vrste fermenata

Oligaze -hidrolaze za oligosaharide

Oligaze su encimi koji razlazu oligosaharide , a narocito disaharide na odgovarajuce monosaharide . Specificne su prema konfiguraciji olisaharida , tj. prema α- ili β-glukozidnoj vezi .Kao najvise oligaze pomenucu : α-glukozidaze ,β-gluktozidaze i nukleozidaze.

Podela i vrste fermenata

α-glukozidaze su specificne prema α-glukozidnim vezama . Nalaze se u crevnom i pankreasnom soku i dejstvuju na maltozu , ali isto tako i na fruktozu , posto se i u njenom molekulu nalazi α-glukozidna veza (1-α-glukozido-2-β-h-fruktozid) i razlaze ih na odgovarajuce monosaharide .

Podela i vrste fermenata

β-gluktozidaze su specificne prema beta-galaktozidima . Nalaze se u crevnom i pankreasnom soku (laktaza) i razlazu latozu na njene sastojke .

Podela i vrste fermenata

Nukleozidaze (N-glukozil-hidrolaze) dejstvuju na N-glukozilnu vezu kakva se nalazi u nukleozidima izmedju glukozidne grupe pentoze (D-riboze odnosno dezoksiriboze) i N-atoma iz pirunskih ili pirimidinskih baza .

proteoliticki fermenti – Dejstvuju na nukleozide : na primer adenozin koji razlazu na adenin i ribozu , ili uridin koji hidrolizuju na uracil i ribozu .U ovu grupu spada i adenozin-nukleozidaza (AMP), koja dejstvuje na adenilnu kiselinu i hidrolizuje je na adenin i ribozofosfat.

Nukleozidaze se nalaze kao endofermenti u celijama odnosno kao sastojci crevnog soka .

Peptid-hidrolaze (proteaze)

Peptid-hidrolaze ili proteaze razlazu peptidne veze u proteinima i peptidima i na taj nacin razgradjuju molekule belancevina i polipeptida na nize peptide , a nize peptide na aminokiseline .

Dele se na dve podgrupe , od kojih prva dejstvuje na proteine i razlaze ih do peptida – proteoliticki fermenti , proteinaze ili peptid-peptido-hidrolaze , a druga na peptide , koji hidrolizuje do aminokiselina , – peptidaze.

Proteoliticki fermenti -peptid-peptidaze

U organizmu zivotinja , biljaka i mikroorganizama nalazi se vrlo veliki broj najraznovrsnijih proteolitickih fermenata . Ovde cu pomenuti samo najvaznije .

Proteoliticki fermenti digestivnog trakta . – U priboru za varenje sisara nalazi se vise proteolitickih fermenata : pepsin i labferment (himozin) u zelucu i tripsin i himotripsin u pankreasnom soku .Osobine , nacin aktivisanja i nacin dejstva ovih fermenata prikazacu u fiziologiji varenja .

Trombin se aktivise u toku druge faze koagulacije krvi dejstvom tromoplastina na protrombin u prisustvu kalcijumovih jona . Dejstvuje na fibrinogen , koji pretvara u fibrin.

Plazmin (fibrinoliticki ferment ) takodje se aktivise u krvi (krvnoj plazmi) pod odredjenim fizioloskim i pataloskim uslovima . Hidrolizuje fibrinongen i fibrin na peptide razlicite molekulske tezine .

Renin se oslobadja u bubrezima pri hipoksiji (nedovoljnom snabdevanju kiseonikom ) i prelazi u krv , gde dejstvuje na belancevinu hipertenzinogen , koji pretvara u hipertenzin , a ovaj dejstvuje na krvne sudove izazivajuci hipertenziju .

Katepsini su intracelularni (endo)fermenti , koji se nalaze u mnogim celijama , sa razlicitim optimalnim pH (2.5-5.0). Njihov fizioloski znacaj jos nije razjasnjen . Posle smrti ucestvuju u autolitickim procesima .

Kolageneze su fermenti koje stvaraju neki sojevi bakterija iz roda Clostridium . Razlazu kolagene medjuprostorne supstancije mnogih tkiva i time pomazu sirenje bakterija u organizmu sisara.

Peptidaze

Peptidaze , encimi koji razlazu peptide do aminokiselina , dele se u 3 podgrupe :

a) Aminopeptidaze odvajaju od peptidnih lanaca terminalne (krajnje) aminokiseline koje koje imaju slobodnu NH₂-grupu .

b) Karboksipeptidaze odvajaju iz pepdidnih lanaca terminalne aminokiseline sa slobodnom karboksilnom grupom.

c) Dipeptidaze hidrolizuju dipeptide i one oligopeptide koji se u svom molekulu imaju slobodne , terminalne grrr NH₂ i COOH . Imah ih vise i specificne su prema sastavu dipeptida odnosno oligopeptida . U pankreasnom i crevnom soku nalazi se smesa ovih peptidaza , koja se naziva pankreasni erepsin , odnosno crevni erepsin .

Fermenti koji hidrolizuju ostale veze C-N

Od velikog broja fermenata koji se ubrajaju u ovu grupu , pomenucu samo neke :

Amidaze dejstvuju na razne alifaticne i aromaticne amide i razlazu ih na amonijak i odgovarajucu organsku kiselinu . Ovde spadaju glutaminaza i arginaza .

Glutaminaza se nalazi u bubregu i nervnom sistemu . Hidrolizuje amid-glutamin na amonijak i glutaminsku kiselinu :

   CO-NH₂              COOH
     |                  |
 (CH₂)₂               CH₂
     |     + H₂O         |
  NC-NH₂   ———→       +NH₃
     |                  |
   COOH             H₂C-NH₂
Glutamin              |
                   COOH
               Glutaminska kiselina

Arginaza se nalazi u jetri i niza drugih organa . Hidrolizuje arginin na ornitin i ureju .

Ureaza se nalazi u soji i mnogim mikroorganizmima . Razlaze urrrrna amonijak i ugljen dioksid:

     ↗NH₂
   C=O + H₂O → CO₂ + 2NH₃
     ↘NH₂

Hidroliticke dezaminaze purinskih i pirimidinskih nukleotida i nukleozida dejstvuju na purinske i pirimidinske nukleotide ,, na primer adenilnu i adenozin-difosfornu kiselinu i pretvaraju ih u inozin-monofosfat odnosno inozin)hipoksantin)-difosfat , ili na adenozin , koji dezaminisu u inozin , odnosno citidin u uridin.

Fosfor-amid-hidrolaza ( fosfamidaza) razlaze kreatin fosfat na kreatin i H₃PO₄.

   COOH                         COOH
     |                            |
    CH₂                          CH₂
     |     + H₂O         + H₃PO₄  |
  N–CH₂–P                    N–CH₃
     |                            |
   C=NH                        C=NH
     |                            ↘
NH–PO₃H₂                     NH₂
Kreatin-fosfat              

Lijaze

Podela i vrste fermenata

Lijaze su fermenti koji razlazu veze izmedju pojedinih atoma u molekulima organskih jedinja , bez ucesca vode : ranije su nazivane pravim dezmolazama . Dele se prema vezama koje razlazu .

Podela i vrste fermenata.

Lijaze sa dejstvom na vezu C-C

Medju lijazama koje razlazu vezu C-C najvaznije su karboksilaze koje vrse dekarboksilaciju – izdvajaju CO₂ iz karboksilnih grupa ketokiselina, aminokiselina ili dikarbonskih kiselina . Najvaznije medjunjima su sledece:

Karboksilijaze α-ketokiselina imaju kao koencim tiamin-pirofosfat, najpoznatija je karboksilijaza (dekarboksilijaza ) pirogrozdjane kiseline koja dekarboksilise pirogrozdjanu kiselinu u acetildehid.

Podela i vrste fermenata.

Oksal-acetat-karboksilijaza razlaze oksal-sircetnu kiselinu u pirogrozdjanu kiselinu i CO₂, aceoacetat-karbokkkza dekarboksilise aceto-sircetnu kiselinu u aceton.

Podela i vrste fermenata.

Asparaginat-lijaza odvaja CO₂ iz asparaginske kiseline pretvarajuci je u alanin.

Dekarboksilaze aminokiselina sadrze piridoksal-fosfat kao koencim , dekarboksilisu α-aminokiseline u odgovarajuce amine.

Aldehid-lijaza (enolaza) dejstvuju na fruktozo-1.6-difosfat i razlaze ga na dva triozofosfata : glicerin-aldehid-fosfat i dioksiaceton-fosfat.

Hidrolijaze (hidrataze) oduzimaju po jedan molekul vode iz raznih organskih jedinjenja , ,najcesce oksikiselina. Tu spada vise encima :

Furmarat-hidrolijaza pretvara jabucnu kiselinu u furmarnu.

Podela i vrste fermenata.

Na slican nacin dejstvuju piruvijat-hidrolijaza , koja katalizije pretvaranje 2-fosfopirogrozdjanu kiselinu , i hidrolijaza limunske odnosno izolimunske kiseline , pod cijim uticajem iz limunske i izolimunske kiseline postaje cis-akonitska kiselina; ranije se ovaj encim nazivao cis-akonitaza.

Podela i vrste fermenata – Lijaze C-O-

Podela i vrste fermenata.

Ova druga grupa lijaza razlaze vezu izmedju ugljenika i kiseonika . Najpoznatija je hidrolijaza ugljene kiseline ili karbonhidrza , koja pomaze razlaganje ugljene kiseline u vodu i CO₂ , odnosno katalizuje sintezu ugljene kiseline od istih proizvoda .

Nalazi se u erocitima , zeludacnoj sluzokozi i bubregu.

Podela i vrste fermenata – amid-lijaze

Amid-lijaze razlazu vezu C_N_ izmedju karboksilne grupe i NH₂ u amidima i nacin razlazu razne amide : asparagin , glutamin i dr.

Podela i vrste fermenata tiol-lijaze

Tiol-lijaze odvajaju sumpor-vodonik iz tioaminokiselina uz istovremenoo odvajanje i amino-grupe u obliku amonijaka . Koferment im je piri-doksal-fosfat. Poznate su cistein-lijaza i homocistein-lijaza.

Podela i vrste fermenata – izomeraze

Izomeraze katalizuju i izomerizaciju raznih organskih jedinjenja , a najcesce aminokiselina i ugljenih-hidrata . Najvaznije izomeraze su sledece:

Racemaze-epimeraze

Racemaze aminokiselinapretvaraju D-aminokiseline u L-aminokiseline; specificne su za svaku aminokiselinu.

Epimeraze ugljnih hidrata katalizuju pretvaranje aldehidnih oblika pentoza i heksoza u odgovarrr ketoze , ili izomerizaciju jednih heksoza u druge .

Ukoliko vrse proces pretvaranja jedne aldoheksoze u drugu , dejstvuju na urrrr-derivate heksoza, na primer uridin-difosfogglukozu (UDF-glukozu). Od izomeraza ove podgrupe pomenucu epimerazu -D-5- ribulozofosfata , koja izomerizuje ribulozofosfat u D-5-ribulofosfat , i epimerazu UDF-glukoze , koja pretvara UDF-glukozu u druge heksoze , na primer galaktozu .

Podela i vrste fermenata Cis-transizomeraze

U ovoj podgrupi izomeraza pomenucu malein-cis-transizomerazu , koja izomerizuje maleinsku u jabucnu kiselinu i obrnuto.

Podela i vrste fermenata Intramolekulske oksido-reduktaze

Ova podgrupa izomeraza utice na pretvaranje aldoza i ketoza i obrnuto . Najpoznatije su triozofosfata , koja katalizuje pretvaranje glicerin-aldehida u dioksiaceton i obrnuto , i heksozofosfat-izomeraza , koja izomerizuje glukozo-6-fosfat i obrnuto . Oba fermenta su od velikog znacaja u metabolizmu ugljenih hidrata u misicima (procesu mlecnokiselinskog vrenja).

Podela i vrste fermenata– Intramolekulske transferaze (mutaze)

Intramolekulske transferaze ili mutaze prenose fosfornu kiselinu sa jedne grupe (C-atoma) na drugu u okviruuuistog molekula . Od njih cu pomenuti: glukozo-fosfoizomerazu (fosfoglukomutazu) , koja izomerizuje glukozo-1-fosfat , i izomerazu fosfoglicerinskih kiselina (fosfogliceromutazu) , koja pretvara 2-fosfoglicerinsku kiselinu u 3-fosfo-glicerinsku kiselinu i obrnuto.

Podela i vrste fermenata – ligaze ili sintetaze

Ligaze ili sintetaze su fermenti pod cijim se uticajem veze izmedju pojedinih hemijskih grupa ili jedinjenja uz koriscenje energije iz adenozin-trifosfata (ATF) , pri cemu se iz ATF oslobadja ili orto- (H₃PO₄) ili pirofosforna kiselina (H₄P₂O₇).

Prema grupama na koje dejstvuju , ligaze se dele ovako :

Podela i vrste fermenata ligaze sa dejstvom na vezu C-O

Podela i vrste fermenata. Od ovih ligaza najvaznije su RNK₅ – aminokissss- ligaze koje katalizuju vezivanje aminokiselina za rastvorljive ribonukleinske kiseline citoplazme (RNK₅) , koje sluze kao prenosioci aktivisanih aminokiselina ribosoma . Ovo prenosenje predstavlja prvu etapu u procesu sinteze celicnih proteina .

Opsti tok reakcije ide ovako : RNK₄ + amonikiselina + ATF —–> AMF + RNK —– aminokiselina +H₄P₂O₇

Ove ligaze su veoma specificne te za svaku aminokiselinu postoji posebna ligaza.

Podela i vrste fermenata – Ligaze C-S

Ligaze ove druge podgrupe katalizuju vezivanje masnih kiselina za koencim A i sintezu acil-koencima A . Najpoznatija medju acil-koencim A-ligazama je acetil-Ko A-ligaza , koja pomaze vezivanje sircetne kiseline za koencim A i sintezu acetil-koencima A .

Podela i vrste fermenata – ligaze C-N

Podela i vrste fermenata. Ligaze ove podgrupe katalizuju sintezu amida od dikarbonskih aminokiselina i NH₃ , uz koriscenje energije iz ATF , na primer glutamina od glutaminske kiseline i NH₃.

Podela i vrste fermenata – ligaze CO₂

Ligaze ove podgrupe ranije su nazivane karboksilazama , posto katalizuju vezivanje CO₂ za ketokiseline i aminokiseline i produzavanje ugljenikovog lanca ovih jedinjenja .

Kao koencim ovih ligaza nalazimo derivat biotina – karbobioksibiotin. Najpoznatije su : piruvat-CO₂-ligaza , koja pomaze sintezu oksal-sircetne kiseline od pirogrozdjane kiseline i CO₂ (ranije kondezacioni ferment ), i alanin-CO₂ ligaza , koja katalizuje vezivanje CO₂ za alanin i sintezu asparaginske kiseline .