Enzymdefinition und Klassifikation

Definition

Ein Enzym ist ein Protein oder RNA, das von lebenden Zellen produziert wird und hochspezifisch sowie hochkatalytisch für seine Substrate ist. Enzyme sind eine sehr wichtige Art von makromolekularen biologischen Katalysatoren. Durch die Wirkung von Enzymen können chemische Reaktionen in Organismen effizient und spezifisch unter milden Bedingungen durchgeführt werden.

Nomenklatur

Die Nomenklatur der Enzyme leitet sich von ihren Substraten oder den katalysierten chemischen Reaktionen ab, wobei normalerweise "ase" als Suffix hinzugefügt wird. Enzyme können gemäß der Internationalen Union für Biochemie und Molekularbiologie mit Buchstaben und Zahlen indiziert werden: der Buchstabe EC plus vier Zahlen, die vier Elemente repräsentieren. Die erste Zahl steht für Enzyme, die nach dem Mechanismus der enzymatischen Reaktion klassifiziert sind.

Klassifikation

Je nach Art der Reaktionen, die die Enzyme katalysieren, werden Enzyme in sieben Kategorien eingeteilt, nämlich Oxidoreduktasen, Transferasen, Hydrolasen, Lyasen, Isomerasen, Ligasen und Translokasen. Oxidoreduktasen, Transferasen und Hydrolasen sind die häufigsten Formen von Enzymen. Einzelne Enzymklassen werden systematisch weiter klassifiziert, basierend auf dem chemischen Namen des Substrats und seinem Reaktionsmechanismus.

Enzymklasse	Reaktionstyp	Beschreibung
EC 1 Oxidoreduktasen		Katalysieren Redoxreaktionen und können in Oxidase und Reduktase kategorisiert werden.
EC 2 Transferasen		Katalysieren den Transfer oder Austausch bestimmter Gruppen zwischen einigen Substraten
EC 3 Hydrolasen		Beschleunigen die Hydrolyse von Substraten
EC 4 Lyasen		Fördern die Abspaltung einer Gruppe vom Substrat, um eine Doppelbindungsreaktion zu hinterlassen oder katalysieren die umgekehrte Reaktion
EC 5 Isomerasen		Erleichtern die Umwandlung von Isomeren, geometrischen Isomeren oder optischen Isomeren.
EC 6 Ligasen		Katalysieren die Synthese von zwei molekularen Substraten zu einer molekularen Verbindung mit der Freisetzung von Energie
EC 7 Translokasen		Katalysieren die Bewegung von Ionen oder Molekülen über Membranen oder deren Trennung innerhalb von Membranen

Nach dem einheitlichen Klassifikationsprinzip der Enzyme, das von der Internationalen Gesellschaft für Biochemie veröffentlicht wurde, kann jede Gruppe von Enzymen in den oben genannten sieben Kategorien weiter in mehrere Untergruppen unterteilt werden, basierend auf den Eigenschaften der funktionellen Gruppen oder Bindungen in den Substraten. Um die Eigenschaften der Substrate oder Reaktanten genauer darzustellen, wird jede Unterklasse weiter in Unterunterklassen unterteilt und enthält direkt eine Menge von Enzymen.

Zudem können Enzyme auf der Grundlage der molekularen Zusammensetzung in reine Enzyme und Bindungsenzyme unterteilt werden. Enzyme, die nur aus Protein bestehen, werden als reine Enzyme bezeichnet. Bindungsenzyme bestehen aus Proteinen und Cofaktoren. Nur wenn die beiden Komponenten kombiniert sind, kann das Enzym katalytische Aktivität haben.

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Enzyme
Enzyme mit unterschiedlichen katalytischen Mechanismen

Oxidoreduktase Einführung

Transferase Einführung

Hydrolase Einführung

Lyase Einführung

Isomerase Einführung

Ligase Einführung

Translocase Einführung