Wie werden Enzyme benannt

Ein Enzym ist ein Eiweißmolekül, das als biologischer Katalysator wirken kann. Enzyme besitzen drei charakteristische Eigenschaften. Erstens besteht die Hauptfunktion eines Enzyms darin, die Geschwindigkeit einer Reaktion zu erhöhen. Zweitens wirkt ein bestimmtes Enzym spezifisch auf ein bestimmtes Substrat und erzeugt ein Produkt. Und drittens können Enzyme von einer geringen Aktivität zu einer hohen Aktivität und umgekehrt reguliert werden. Einige Enzyme sind in der Lage, dieselbe Reaktion zu katalysieren. Sie werden Isoenzyme genannt. Ein einzigartiger Satz von etwa 3.000 Enzymen ist genetisch darauf programmiert, synthetisiert zu werden, und verleiht einer Zelle Individualität. Wenn ein Enzym defekt ist, hätte das katastrophale Folgen. Bei der Benennung von Enzymen werden sowohl gebräuchliche Namen als auch systematische Namen verwendet.

Dieser Artikel erklärt:

1. Wie werden Enzyme benannt
2. Benennungsprinzipien von Enzymen
3. Stufen der Klassifizierung von Enzymen

Wie werden Enzyme benannt

Die gebräuchlichen Namen von Enzymen enthalten im Allgemeinen ein Präfix, das entweder den Namen des Substrats, das die Enzyme bewirken, oder die chemische Reaktion, die sie katalysieren, beschreibt. Auf das Präfix folgt das Suffix „ase“. Dieses Suffix weist einfach darauf hin, dass es sich bei der Verbindung um ein Enzym handelt. So wird beispielsweise das Enzym, das Proteine in Aminosäuren zerlegt, als „Proteinase“ oder „Protease“ bezeichnet. Ebenso wird das Enzym, das an der Dehydratisierung von Alkoholen beteiligt ist, als „Alkoholdehydrogenase“ bezeichnet. Bei der Benennung einiger ursprünglich untersuchter Enzyme wie Lab, Pepsin und Trypsin werden jedoch ältere Trivialnamen verwendet. Das Enzym Glucosidase ist in Abbildung 1 dargestellt. Es katalysiert die Umwandlung von Maltose in zwei Glukosemoleküle.

Abbildung 1: Enzym Glucosidase

Die systematische Nomenklatur und die Klassifizierung von Enzymen nach der Reaktion, die sie katalysieren, wurden von der Internationalen Union für Biochemie und Molekularbiologie (IUBMB) entwickelt. Sowohl die Nomenklatur als auch die Klassifizierung von Enzymen beschäftigen sich aufgrund ihrer engen Interdependenz miteinander.

Benennungsprinzipien von Enzymen

Die drei allgemeinen Prinzipien in der Nomenklatur von Enzymen sind,

1. Das Suffix -ase sollte nur für einzelne katalytische Einheiten verwendet werden. Daher kann es nicht auf Systeme angewandt werden, die mehr als ein Enzym enthalten.
2. Die grundsätzliche Klassifizierung und Nomenklatur sollte auf der Reaktion basieren, die ein bestimmtes Enzym katalysiert.
3. Die Enzyme werden in Gruppen eingeteilt, abhängig von den katalysierten Reaktionen.

Die funktionell verwandten Gruppen von Enzymen werden klassifiziert, indem jeder Gruppe Codenummern zugewiesen werden. Den Codenummern ist „EC“ vorangestellt, zusammen mit vier Elementen, die durch Punkte getrennt sind. Die vier Elemente haben folgende Bedeutung:

1. Die erste Ziffer gibt die Klasse des Enzyms an.
2. Die zweite Ziffer gibt die Unterklasse des Enzyms an.
3. Die vierte Ziffer gibt die Unter-Unterklasse des Enzyms an.
4. Die fünfte Ziffer gibt die laufende Nummer des Enzyms in seiner Unter-Unterklasse an.

Klassifizierung von Enzymen

Die oberste Ebene der Enzymklassifizierung, ihre Namen und Funktionen sind in der folgenden Tabelle dargestellt.

Tabelle 1: Die oberste Ebene der Enzymklassifikation

Ein Enzym kann durch diese Nomenklatur vollständig beschrieben werden. Hexokinase ist zum Beispiel eine Transferase (EC 2), die an Hexosezucker, die eine Alkoholgruppe (EC 2.7.1) enthalten, eine Phosphatgruppe (EC 2.7) anhängt. Daher lautet die Nomenklatur der Hexokinase EC 2.7.1.1.

Schlussfolgerung

Enzyme erhöhen die Geschwindigkeit von Reaktionen, indem sie diese katalysieren. Sie werden im Allgemeinen nach dem Substrat benannt, auf das sie einwirken. Enzyme werden auch nach der Art der Reaktion benannt, die sie katalysieren. Das IUBMB hat eine systematische Nomenklatur entwickelt, die mit der Klassifizierung von Enzymen kombiniert ist. Enzyme werden in der systematischen Enzym-Nomenklatur in sechs Klassen eingeteilt.

Referenz:
1. „Enzyme Nomenclature“. IUBMB Biochemical Nomenclature. N.p., n.d. Web. 20 May 2017. <http://www.chem.qmul.ac.uk/iubmb/enzyme/>.
2. „Classification and Nomenclature of Enzymes by the Reactions they Catalyse.“ Enzyme Classification. N.p., n.d. Web. 20 May 2017. <http://www.chem.qmul.ac.uk/iubmb/enzyme/rules.html>.
3. „Role of Enzymes in Biochemical Reactions.“ Enzymes. N.p., n.d. Web. 20 May 2017. <http://chemistry.elmhurst.edu/vchembook/570enzymes.html>.
4. „Introduction to Enzymes“. Benennung und Klassifizierung (Introduction to Enzymes). N.p., n.d. Web. 20 May 2017. <http://www.worthington-biochem.com/introbiochem/naming.html>.

Abbildung mit freundlicher Genehmigung:
1. „Glucosidase enzyme“ By Thomas Shafee – Own work (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia