Enzym-Definition und Klassifikation

Definition

Ein Enzym ist ein von lebenden Zellen produziertes Protein oder RNA, das hochspezifisch und hochkatalytisch gegenüber seinen Substraten ist. Enzyme sind eine sehr wichtige Art von makromolekularen biologischen Katalysatoren. Durch die Wirkung von Enzymen können chemische Reaktionen in Organismen auch unter milden Bedingungen effizient und spezifisch ablaufen.

Nomenklatur

Die Nomenklatur der Enzyme leitet sich von ihren Substraten oder den katalysierten chemischen Reaktionen ab, und meist wird die Endung „-ase“ als Suffix hinzugefügt. Enzyme können gemäß der International Union of Biochemistry and Molecular Biology 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 von den 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. Einzelne Enzymklassen werden systematisch weiter unterteilt, basierend auf dem chemischen Namen des Substrats und dem 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 einigen Substraten
EC 3 Hydrolasen		Beschleunigen die Hydrolyse von Substraten
EC 4 Lyasen		Fördern die Abspaltung einer Gruppe vom Substrat, sodass eine Doppelbindung entsteht, oder katalysieren die Rückreaktion
EC 5 Isomerasen		Ermöglichen die Umwandlung von Isoisomeren, geometrischen Isomeren oder optischen Isomeren.
EC 6 Ligasen		Katalysieren die Synthese von zwei molekularen Substraten zu einer molekularen Verbindung unter Freisetzung von Energie
EC 7 Translokasen		Katalysieren die Bewegung von Ionen oder Molekülen über Membranen hinweg oder deren Trennung innerhalb von Membranen

Gemäß dem einheitlichen Klassifikationsprinzip für Enzyme, das von der International Society of Biochemistry veröffentlicht wurde, kann jede Gruppe von Enzymen in den oben genannten sieben Kategorien weiter in mehrere Untergruppen unterteilt werden, je nach den Eigenschaften der funktionellen Gruppen oder Bindungen in den Substraten. Um die Eigenschaften der Substrate oder Reaktanten genauer darzustellen, wird jede Unterklasse weiter in Subklassen unterteilt und enthält direkt eine Anzahl von Enzymen.

Außerdem können Enzyme auf Basis der molekularen Zusammensetzung in Reinenzyme und Bindungsenzyme unterteilt werden. Enzyme, die nur aus Protein bestehen, werden als Reinenzyme bezeichnet. Bindungsenzyme bestehen aus Proteinen und Cofaktoren. Nur wenn beide Komponenten kombiniert sind, kann das Enzym katalytische Aktivität besitzen.

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Enzyme
Enzyme mit unterschiedlichen katalytischen Mechanismen

Oxidoreduktase Einführung

Transferase Einführung

Hydrolase Einführung

Lyase Einführung

Isomerase Einführung

Ligase Einführung

Translokase Einführung