酶的命名與分類

1 蛋白酶類的命名與分類

（1）酶的分類 主要根據(jù)催化反應(yīng)的類型將酶分成6大類：

①氧化還原酶類（oxidoreductases）指催化底物進(jìn)行氧化還原反應(yīng)的酶類。例如，乳酸脫氫酶、琥珀酸脫氫酶、細(xì)胞色素氧化酶、過(guò)氧化氫酶等。

②轉(zhuǎn)移酶類（transferases） 指催化底物之間進(jìn)行某些基團(tuán)的轉(zhuǎn)移或交換的酶類。如轉(zhuǎn)甲基酶、轉(zhuǎn)氨酸、己糖激酶、磷酸化酶等。

③水解酶類（hydrolases）指催化底物發(fā)生水解反應(yīng)的酶類。例如、淀/粉酶、蛋白酶、脂肪酶、磷酸酶等。

④裂解酶類（lyases）指催化一個(gè)底物分解為兩個(gè)化合物，催化C-C、C-O、C-N的裂解或消去某一小的原子團(tuán)形成雙鍵，或加入某原子團(tuán)而消去雙鍵的反應(yīng)。例如，半乳糖醛酸裂解酶、天冬氨酸酶等。

⑤異構(gòu)酶類（isomerases）指催化各種同分異構(gòu)體之間相互轉(zhuǎn)化的酶類。例如，磷酸丙糖異構(gòu)酶、消旋酶等。

⑥連接酶類（ligases）指催化兩分子底物合成為一分子化合物，同時(shí)還必須偶聯(lián)有ATP的磷酸鍵斷裂的酶類。例如，谷氨/酰胺合成酶、氨基酸-tRNA連接酶等。

（2）酶的命名

①習(xí)慣命名法

多年來(lái)普遍使用的酶的習(xí)慣名稱是根據(jù)以下三種原則來(lái)命名的：一是根據(jù)酶作用的性質(zhì)，例如水解酶、氧化酶、轉(zhuǎn)移酶等；二是根據(jù)作用的底物并兼顧作用的性質(zhì)，例如淀粉/酶、脂肪酶和蛋白酶等；三是結(jié)合以上兩種情況并根據(jù)酶的來(lái)源而命名，例如胃/蛋白酶、胰蛋/白酶等。

習(xí)慣命名法一般采用底物加反應(yīng)類型而命名，如蛋白水解酶、乳酸脫氫酶、磷酸己糖異構(gòu)酶等。對(duì)水解酶類，只要底物名稱即可，如蔗糖酶、膽/堿酯酶、蛋白酶等。有時(shí)在底物名稱前冠以酶的來(lái)源，如血清谷氨/酸－丙酮酸轉(zhuǎn)氨酶、唾液淀粉/酶等。 習(xí)慣命名法簡(jiǎn)單，應(yīng)用歷史長(zhǎng)，但缺乏系統(tǒng)性，有時(shí)出現(xiàn)一酶數(shù)名或一名數(shù)酶的現(xiàn)象。

②系統(tǒng)命名法

鑒于新酶的不斷發(fā)現(xiàn)和過(guò)去文獻(xiàn)中對(duì)酶命名的混亂，國(guó)際酶學(xué)委員會(huì)規(guī)定了一套系統(tǒng)的命名法，使一種酶只有一種名稱。系統(tǒng)命名法以4個(gè)阿拉伯?dāng)?shù)字來(lái)代表一種酶。例如α-淀粉/酶（習(xí)慣命名）的系統(tǒng)命名為α - l,4 - 葡萄糖-4葡萄糖水解酶，標(biāo)示為：EC 3.2.1.1。EC代表國(guó)際酶學(xué)委員會(huì)，其中的第一個(gè)數(shù)字分別代表酶的大類，以1，2，3，4，5，6來(lái)分別代表，1為氧化還原酶類，3為水解酶類，其余類推。（見酶的分類）。第二個(gè)數(shù)字為酶的亞類，酶的每一大類下有若干個(gè)亞類：如在氧化還原酶中的亞類按供電子體的基團(tuán)分類，如以CH-OH為電子供體標(biāo)為1，醛基為電子供體標(biāo)為2，余類推；轉(zhuǎn)移酶中以轉(zhuǎn)移的基團(tuán)為亞類；水解酶中以水解鍵連接的形式為亞類；裂解酶中以裂解鍵的形式為亞類；亞類一般較多，達(dá)數(shù)十個(gè)。標(biāo)示中的第三個(gè)數(shù)字是屬酶的次亞類，是在亞類的基礎(chǔ)上再細(xì)分的類型，該次亞類中，氧化還原酶按電子受體基團(tuán)分類，如都以CH-OH為電子供體的反應(yīng)，可以有不同的電子受體，如以NAD+或NADP+為受體標(biāo)為1，余類推；轉(zhuǎn)移酶的次亞類也按接受基團(tuán)分類，如以-OH接受轉(zhuǎn)移基團(tuán)，該次亞類標(biāo)為1。總之，酶的系統(tǒng)名稱中前三個(gè)數(shù)字表示酶作用的方式。第四個(gè)數(shù)字則表示對(duì)相同作用的酶的流水編號(hào)。

又如對(duì)催化下列反應(yīng)酶的命名。

ATP+D—葡萄糖→ADP+D—葡萄糖-6-磷酸

該酶的正式系統(tǒng)命名是：ATP：葡萄糖磷酸轉(zhuǎn)移酶，表示該酶催化從ATP中轉(zhuǎn)移一個(gè)磷酸到葡萄糖分子上的反應(yīng)。它系統(tǒng)命名是：E.C.2.7.1.1，第1個(gè)數(shù)字“2"代表酶的分類名稱(轉(zhuǎn)移酶類)，第2個(gè)數(shù)字“7"代表亞類(轉(zhuǎn)移磷酸基)，第3個(gè)數(shù)字“1"代表次亞類(以羥基作為受體的磷酸轉(zhuǎn)移酶類)，第4個(gè)數(shù)字“1"代表該酶在次亞類中的排號(hào)(D-葡萄糖作為磷酸基的受體)。

2 核酶的分類

自1982年以來(lái)，被發(fā)現(xiàn)的核酸類酶（R-酶）越來(lái)越多，對(duì)它的研究也越來(lái)越深入和廣泛。但是由于歷史不長(zhǎng)，對(duì)于其分類和命名還沒(méi)有統(tǒng)一的原則和規(guī)定。但根據(jù)酶催化反應(yīng)的類型，區(qū)分為分子內(nèi)催化R-酶和分子間催化R-酶，根據(jù)作用方式將R-酶分為3類：剪切酶、剪接酶和多功能酶。現(xiàn)將R-酶的初步分類簡(jiǎn)介如下：

（1）分子內(nèi)催化R-酶 分子內(nèi)催化的R-酶是指催化本身RNA分子進(jìn)行反應(yīng)的一類核酸類酶。這類酶是最早發(fā)現(xiàn)的R-酶。該大類酶均為RNA前體。由于這類酶是催化本身RNA分子反應(yīng)，所以冠以“自我"（self）字樣。

根據(jù)酶所催化的反應(yīng)類型，可以將該大類酶分為自我剪切和自我剪接兩個(gè)亞類。

①自我剪切酶（self-cleavage ribozyme） 自我剪切酶是指催化本身RNA進(jìn)行剪切反應(yīng)的R-酶。具有自我剪切功能的R-酶是RNA的前體。它可以在一定條件下催化本身RNA進(jìn)行剪切反應(yīng)，使RNA前體生成成熟的RNA分子和另一個(gè)RNA片段。

②自我剪接酶（self-splicing ribozyme） 自我剪接酶是在一定條件下催化本身RNA分子同時(shí)進(jìn)行剪切和連接反應(yīng)的R-酶。

自我剪接酶都是RNA前體。它可以同時(shí)催化RNA前體本身的剪切和連接兩種類型的反應(yīng)。根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和催化特性的不同，該亞類可分為兩個(gè)小類，即含Ⅰ型間隔序列（intervening sequence, IVS）的R-酶和含Ⅱ型 IVS的R-酶。

（2）分子間催化R-酶 分子間催化R-酶是催化其他分子進(jìn)行反應(yīng)的核酸類酶。根據(jù)所作用的底物分子的不同，可以分為若干亞類。

①作用于其他RNA分子的R-酶 該亞類的酶可催化其他RNA分子進(jìn)行反應(yīng)。根據(jù)反應(yīng)的類型不同，可以分為若干小類，如RNA剪切酶、多功能R-酶等。

②多功能R-酶 多功能R-酶是指能夠催化其他RNA分子進(jìn)行多種反應(yīng)的核酸類酶。 例如，1986年，切克等人發(fā)現(xiàn)四膜蟲26 S RNA前體通過(guò)自我剪接作用，切下的間隔序列（IVS）經(jīng)過(guò)自身環(huán)化作用，最后得到一個(gè)在其5′-末端失去19個(gè)核苷酸的線狀RNA分子，稱為L(zhǎng)-19 IVS。它是一種多功能R-酶，能夠催化其他RNA分子進(jìn)行多種類型的反應(yīng)：

③作用于DNA的R-酶 該亞類的酶是催化DNA分子進(jìn)行反應(yīng)的R-酶。1990年，發(fā)現(xiàn)核酸類酶除了以RNA為底物外，有些R-酶還可以DNA為底物，在一定條件下催化DNA分子進(jìn)行剪切反應(yīng)。據(jù)目前所知的資料，該亞類R-酶只有DNA剪切酶一個(gè)小類。

④作用于多糖的R-酶 該亞類的酶是能夠催化多糖分子進(jìn)行反應(yīng)的核酸類酶。兔肌1,4-A-D-葡聚糖分支酶 [EC 2. 4.1.18]是一種催化直鏈葡聚糖轉(zhuǎn)化為支鏈葡聚糖的糖鏈轉(zhuǎn)移酶，分子中含有蛋白質(zhì)和RNA。其RNA組分由31個(gè)核苷酸組成，單獨(dú)/具有分支酶的催化功能，即該RNA可以催化糖鏈的剪切和連接反應(yīng)，屬于多糖剪接酶。

⑤作用于氨基酸酯的R-酶 1992年，發(fā)現(xiàn)了以催化氨基酸酯為底物的核酸類酶。該酶同時(shí)具有氨基酸酯的剪切作用、氨酰基-tRNA的連接作用和多肽的剪接作用等功能。

由于蛋白類酶和核酸類酶的組成和結(jié)構(gòu)不同，命名和分類原則有所區(qū)別。為了便于區(qū)分兩大類別的酶，有時(shí)催化的反應(yīng)相同，在蛋白類酶和核酸類酶中的命名卻有所不同。例如，催化大分子水解生成較小分子的酶，在核酸類酶中的稱為剪切酶，在蛋白類酶中則稱為水解酶；在核酸類酶中的剪接酶，與蛋白類酶中的轉(zhuǎn)移酶亦催化相似的反應(yīng)等。