Enzymdefinition und -klassifizierung

Definition

Ein Enzym ist ein von lebenden Zellen produziertes Protein oder eine RNA, das/die eine hohe Substratspezifität aufweist und eine ausgeprägte katalytische Aktivität gegenüber seinen/ihren Substraten besitzt. Enzyme stellen eine sehr wichtige Klasse makromolekularer biologischer Katalysatoren dar. Durch die Wirkung von Enzymen können chemische Reaktionen in Organismen auch unter milden Bedingungen effizient und spezifisch ablaufen.

Nomenklatur

Die Nomenklatur von Enzymen leitet sich von ihren Substraten oder den katalysierten chemischen Reaktionen ab; üblicherweise wird das Suffix „-ase“ angehängt. Enzyme können gemäß der International Union of Biochemistry and Molecular Biology (IUBMB) mit Buchstaben und Zahlen indiziert werden: dem Präfix EC gefolgt von vier Zahlen, die vier Elemente repräsentieren. Die erste Zahl steht für die Enzymklasse, die nach dem Mechanismus der enzymatischen Reaktion klassifiziert ist.

Klassifizierung

Entsprechend der Art der von Enzymen katalysierten Reaktionen werden Enzyme in sieben Kategorien eingeteilt: Oxidoreduktasen, Transferasen, Hydrolasen, Lyasen, Isomerasen, Ligasen und Translokasen. Oxidoreduktasen, Transferasen und Hydrolasen sind die am häufigsten vorkommenden Enzymformen. Die einzelnen Enzymklassen werden systematisch weiter klassifiziert, basierend auf der chemischen Bezeichnung des Substrats und dem jeweiligen Reaktionsmechanismus.

Enzymklasse	Reaktionstyp	Beschreibung
EC 1 Oxidoreduktasen		Katalysieren Redoxreaktionen und können in Oxidasen und Reduktasen unterteilt werden.
EC 2 Transferasen		Katalysieren die Übertragung oder den Austausch bestimmter Gruppen zwischen Substraten.
EC 3 Hydrolasen		Beschleunigen die Hydrolyse von Substraten.
EC 4 Lyasen		Fördern die Abspaltung einer Gruppe vom Substrat unter Bildung einer Doppelbindung oder katalysieren die Umkehrreaktion.
EC 5 Isomerasen		Ermöglichen die Umwandlung von Konstitutionsisomeren, geometrischen Isomeren oder optischen Isomeren.
EC 6 Ligasen		Katalysieren die Verknüpfung zweier molekularer Substrate zu einer Verbindung unter Energieverbrauch.
EC 7 Translokasen		Katalysieren den Transport von Ionen oder Molekülen über Membranen oder deren Verlagerung innerhalb von Membranen.

Gemäß dem von der International Society of Biochemistry veröffentlichten einheitlichen Klassifikationsprinzip für Enzyme kann jede Enzymgruppe innerhalb der oben genannten sieben Kategorien anhand der Eigenschaften der funktionellen Gruppen oder Bindungen in den Substraten weiter in mehrere Untergruppen unterteilt werden. Um die Eigenschaften der Substrate bzw. Reaktanten präziser abzubilden, wird jede Untergruppe weiter in Subklassen gegliedert, die jeweils eine definierte Anzahl von Enzymen umfassen.

Darüber hinaus können Enzyme auf Basis ihrer molekularen Zusammensetzung in reine Enzyme und Konjugatenzyme eingeteilt werden. Enzyme, die ausschließlich aus Protein bestehen, werden als reine Enzyme bezeichnet. Konjugatenzyme setzen sich aus Protein und Kofaktoren zusammen. Erst durch die Kombination beider Komponenten entfaltet das Enzym seine katalytische Aktivität.

Ausgewählte Produkte

Enzyme
Enzyme mit unterschiedlichen katalytischen Mechanismen

Einführung in Oxidoreduktasen

Einführung in Transferasen

Einführung in Hydrolasen

Einführung in Lyasen

Einführung in Isomerasen

Ligase-Einführung

Einführung in die Translokase