Міжнародний союз біохімії та молекулярної біології систематично класифікує ферменти на сім основних категорій на основі типу каталітичних реакцій, які вони здійснюють.
1. Оксидоредуктази
Основна функція: каталізувати реакції окиснення-відновлення в організмах, тобто перенесення електронів між різними молекулами. Ці ферменти зазвичай потребують коферментів для активності, з поширеними прикладами, включаючи оксидази та пероксидази. Наприклад, глюкозооксидаза каталізує окислення глюкози до глюконової кислоти та перекису водню і широко використовується для консервування харчових продуктів для пригнічення росту мікробів.
2. Трансферази
Основна функція: каталізувати перенесення функціональних груп від однієї молекули до іншої. Класичним прикладом є трансаміназа, яка переносить аміногрупи між амінокислотами та кетокислотами, служачи ключовим ферментом у білковому метаболізмі. Наприклад, трансглутаміназа каталізує перехресні -зв’язки між білковими молекулами та широко використовується в харчовій промисловості для покращення еластичності м’ясних продуктів і стабільності молочних продуктів.
3. Гідролази
Основна функція: каталізувати реакції гідролізу субстратів, тобто розщеплювати макромолекули на більш дрібні шляхом додавання молекул води. Цей клас включає амілази, протеази, ліпази тощо. -Амілаза в слині гідролізує крохмаль у рисі та локшині на мальтозу, дозволяючи нам відчути солодкість. Каталітичні реакції гідролаз зазвичай незворотні, що робить їх основною силою катаболізму речовин у живих організмах.
4. Ліази
Основна функція: каталізує не-гідролітичне розщеплення або утворення хімічних зв’язків, що призводить до молекулярного розщеплення або циклізації з подвійними зв’язками, які часто утворюються під час реакції. Наприклад, карбоангідраза каталізує реакцію між вуглекислим газом і водою з утворенням вугільної кислоти, яка використовується в харчовій промисловості для регулювання стабільності бульбашок у газованих напоях.
5. Ізомерази
Основна функція: каталізувати реакції ізомеризації молекул, тобто змінювати просторову структуру чи розташування хімічних зв’язків без зміни атомного складу. Глюкозоізомераза є найбільш широко використовуваною ізомеразою, головним чином каталізуючим оборотну ізомеризацію глюкози до фруктози. Під час виробництва-кукурудзяного сиропу з високим вмістом фруктози він перетворює глюкозу на фруктозу для посилення солодкості.
6. Лігази
Основна функція: каталізувати лігування двох молекул у макромолекулу, процес, який зазвичай потребує джерел енергії, таких як АТФ. Наприклад, ДНК-лігаза є основним інструментом у генній інженерії для побудови рекомбінантних молекул ДНК. Реакції, що каталізуються лігазами, є ключовими етапами синтезу макромолекул в організмах, відіграючи вирішальну роль у передачі генетичної інформації та синтезі речовин.
7. Транслокази
Сьома категорія, додана в 2018 році, каталізує транспорт іонів або молекул через біологічні мембрани або їх перенесення між різними молекулами. Ці реакції, як правило, пов'язані з функцією транспорту матеріалу біологічних мембран. Включення транслоказ завершило систему класифікації ферментів, що охоплює важливий фізіологічний процес транспорту речовин у живих організмах.