生物體中不斷發生各種各樣的生化反應,都需要相應的酶去催化,所以酶的種類很多。根據酶學網站BRENDA統計,目前被正式收錄的酶已經達到7727種(截止至2019年1月,下同)。

目前被正式收錄的酶已經達到7727種

要對這些性質和功能各異的酶進行研究和應用,一個系統有效的分類方法是必須的。雖然酶的分子組成、細胞定位等特點都可以作為分類依據,但對於功能研究來說,按照催化的反應類型進行分類是最合理的。

1961年,國際生物化學與分子生物學聯合會(IUBMB)將所有的酶按照催化的反應類型統一分成六大類。2018年8月,又增加了轉位酶分類,所以現在共有七大酶類,即:氧化-還原酶 (EC 1)、移換酶 (EC 2)、水解酶(EC 3)、裂合酶 (EC 4)、異構酶 (EC 5) 、連接酶 (EC 6)和轉位酶(EC 7)。其中EC代表酶學委員會(Enzyme Commission)。

現在共有七大酶類

在這七大酶類(class)中,又各自分為若干亞類(subclass),亞類下又分亞-亞類(sub-subclass)。亞類的劃分標準根據各類反應的特點而不同,比如氧化-還原酶是按照電子供體類型,移換酶是按照被轉移基團的類型,等等。

氧化-還原酶(oxidoreductase)催化氧化-還原反應,即分子間的電子轉移。催化分子內氧化還原反應的屬於異構酶。按照系統分類原則,氧化-還原酶根據電子供體(底物)類型分為24個亞類,亞-亞類則根據電子受體劃分。

習慣上經常將氧化-還原酶分為4個亞類:脫氫酶(受體為還原輔酶)、氧化酶(受體為分子氧)、過氧物酶(受體為過氧化氫)、加氧酶(催化氧原子摻入有機分子)。這也是氧化還原酶常用名的命名習慣。具體可參考《脫氫酶與氧化酶等同嗎》一文。

氧化-還原酶是數量最多的酶類,目前共有2375種。其氧化、產能、解毒等功能對生物體及其重要,在生產中的應用也僅次於水解酶。此類酶通常需要輔因子,可根據反應時輔因子的光電性質變化來進行測定。

移換酶(transferase)也稱轉移酶,催化功能基團的轉移反應,如各種轉氨酶和激酶分別催化轉移氨基和磷酸基的反應。移換酶多需要輔酶,但反應不易測定。按照被轉移基團的性質,分為10個亞類,比較重要的有:

一碳基轉移酶(EC 2.1):轉移一碳單位,例如與核酸、蛋白質甲基化有關的甲基轉移酶。羧基轉移酶屬於此亞類,如甲基丙二醯輔酶A羧基轉移酶(EC 2.1.3.1)。但消耗ATP的羧化酶(carboxylase)屬於連接酶,如丙酮酸羧化酶(EC 6.4.1.1)。

甲基丙二醯輔酶A羧基轉移酶

丙酮酸羧化酶

糖基轉移酶(EC 2.4):與糖類代謝密切相關,如糖原合成酶(2.4.1.11)、糖原磷酸化酶(2.4.1.1)。

磷酸基轉移酶(EC 2.7):常稱為激酶,多以ATP為供體。例如己糖激酶、蛋白質酪氨酸激酶等。需要注意的是,少數蛋白酶也稱為激酶(如腸激酶),但它們屬於水解酶。

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