การจำแนกเอนไซม์และการกำหนดหมายเลข EC

การจำแนกเอนไซม์เป็นการจัดระเบียบเอนไซม์หลายพันชนิดที่รู้จักกันโดยอาศัยปฏิกิริยาเคมีที่เอนไซม์เร่งปฏิกิริยา แทนที่จะพิจารณาจากโครงสร้างหรือแหล่งกำเนิด ระบบการกำหนดหมายเลขของคณะกรรมการเอนไซม์ (EC) กำหนดหมายเลขสี่ส่วนให้กับกิจกรรมการเร่งปฏิกิริยาแต่ละชนิด ซึ่งช่วยให้นักชีววิทยาและแพทย์มีป้ายกำกับที่เป็นเอกลักษณ์และไม่ขึ้นกับภาษาสำหรับเอนไซม์ทุกชนิดที่ได้รับการจำแนกลักษณะ

Definition

การกำหนดหมายเลข EC เป็นการจำแนกแบบลำดับชั้น ซึ่งดูแลโดย IUBMB โดยที่กิจกรรมของเอนไซม์แต่ละชนิดจะได้รับหมายเลขสี่ส่วน (เช่น EC 1.1.1.1) ซึ่งเข้ารหัสชั้นปฏิกิริยา, ชั้นย่อย, ชั้นย่อยย่อย, และตัวระบุอนุกรม

Scope

เนื้อหานี้ครอบคลุมหลักการของการจำแนกตามปฏิกิริยา, เจ็ดชั้น EC ระดับบนสุดและความหมายของหมายเลข EC สี่ส่วน, ความแตกต่างระหว่างหมายเลข EC (กิจกรรม) กับยีนหรือโปรตีน, และแหล่งข้อมูลที่ได้รับการดูแลซึ่งรักษาระบบนี้ไว้ เป็นการอ้างอิงเกี่ยวกับการตั้งชื่อเอนไซม์ ไม่ใช่แนวทางทางคลินิก

Core questions

• เอนไซม์ถูกจำแนกตามหลักเกณฑ์ใด?
• เจ็ดชั้น EC ระดับบนสุดแสดงถึงอะไร?
• ตัวเลขแต่ละตัวในรหัส EC สี่ตัวหมายถึงอะไร?
• เหตุใดหมายเลข EC จึงอธิบายกิจกรรมมากกว่าโปรตีนที่เฉพาะเจาะจง?

Key concepts

• การจำแนกตามปฏิกิริยา
• หมายเลข EC สี่ส่วน
• เจ็ดชั้น EC (ออกซิโดรีดักเทส, ทรานสเฟอเรส, ไฮโดรเลส, ไลเอส, ไอโซเมอเรส, ไลเกส, ทรานสโลเคส)
• ชื่อที่เป็นระบบเทียบกับชื่อที่แนะนำ (ชื่อสามัญ)
• กิจกรรมเทียบกับเอกลักษณ์ของยีน/โปรตีน
• แหล่งข้อมูลการตั้งชื่อที่ได้รับการดูแล (ENZYME, BRENDA)

Mechanisms

เอนไซม์แต่ละชนิดจะถูกจัดให้อยู่ในหนึ่งในเจ็ดชั้นระดับบนสุดตามชนิดของปฏิกิริยาที่เอนไซม์เร่งปฏิกิริยา ได้แก่ ออกซิโดรีดักเทส (ชั้น 1), ทรานสเฟอเรส (2), ไฮโดรเลส (3), ไลเอส (4), ไอโซเมอเรส (5), ไลเกส (6), และทรานสโลเคส (7, เพิ่มในปี 2018) หมายเลข EC สี่ส่วนจะจำกัดคำอธิบายตามลำดับชั้น โดยตัวเลขแรกจะระบุชั้น, สองตัวถัดไปจะระบุชั้นย่อยและชั้นย่อยย่อย (โดยทั่วไปคือพันธะหรือกลุ่มที่ถูกกระทำ), และตัวเลขที่สี่คือหมายเลขอนุกรมสำหรับกิจกรรมเฉพาะ เนื่องจากรหัสอธิบายปฏิกิริยา หมายเลข EC เดียวกันอาจสอดคล้องกับโปรตีนหรือยีนที่แตกต่างกันหลายชนิด และโปรตีนหนึ่งชนิดอาจมีหมายเลข EC มากกว่าหนึ่งหมายเลข หากเร่งปฏิกิริยามากกว่าหนึ่งชนิด ระบบนี้ได้รับการดูแลและปรับปรุงโดย IUBMB และเผยแพร่ผ่านแหล่งข้อมูลต่างๆ เช่น ฐานข้อมูล ENZYME และ BRENDA

Clinical relevance

หมายเลข EC เป็นตัวระบุมาตรฐานที่ใช้ในการอ้างถึงเอนไซม์ในฐานข้อมูล, คำอธิบายเป้าหมายยา, และแผนที่วิถีเมแทบอลิซึม ดังนั้นระบบนี้จึงเป็นพื้นฐานในการแบ่งปันข้อมูลเอนไซม์ในชีวการแพทย์ เนื้อหานี้อธิบายกรอบการตั้งชื่อและไม่ใช่พื้นฐานสำหรับการวินิจฉัยหรือการตัดสินใจในการรักษา

Evidence & guidelines

การจำแนกนี้ถูกกำหนดโดยคำแนะนำของคณะกรรมการการตั้งชื่อของ IUBMB และได้รับการดูแลในฐานข้อมูลที่ได้รับการดูแล เช่น ENZYME และ BRENDA ซึ่งทำหน้าที่เป็นแหล่งอ้างอิงที่เชื่อถือได้สำหรับการกำหนด EC

History

คณะกรรมการเอนไซม์ระหว่างประเทศได้ถูกจัดตั้งขึ้นในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 เพื่อจัดระเบียบชื่อเอนไซม์ที่ไม่สอดคล้องกันจำนวนมาก และได้นำเสนอแผนการกำหนดหมายเลขสี่ส่วนตามปฏิกิริยา ซึ่ง IUBMB ได้ดูแลมาตั้งแต่นั้น ระบบนี้ถูกแปลงเป็นดิจิทัลในฐานข้อมูล ENZYME (Bairoch, 2000) และเสริมด้วยแหล่งข้อมูลเชิงหน้าที่ เช่น BRENDA (Jeske และคณะ, 2019; Chang และคณะ, 2021) ในปี 2018 ได้มีการเพิ่มชั้นที่เจ็ด คือ ทรานสโลเคส เพื่อรองรับเอนไซม์ที่เร่งการเคลื่อนที่ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์

Key figures

• Amos Bairoch
• Dietmar Schomburg

Seminal works

• bairoch-2000
• iubmb-recommendations-2013

Frequently asked questions

ตัวเลขสี่ตัวในรหัส EC หมายถึงอะไร?

ตัวเลขแรกระบุชั้นปฏิกิริยาหลัก ตัวเลขที่สองและสามจำกัดให้แคบลงเป็นชั้นย่อยและชั้นย่อยย่อย (โดยปกติคือพันธะหรือกลุ่มเคมีที่เกี่ยวข้อง) และตัวเลขที่สี่คือหมายเลขอนุกรมที่ระบุกิจกรรมการเร่งปฏิกิริยาที่เฉพาะเจาะจง

หมายเลข EC ระบุยีนหรือโปรตีนเพียงชนิดเดียวหรือไม่?

ไม่ หมายเลข EC ระบุกิจกรรมการเร่งปฏิกิริยา ดังนั้นหมายเลขเดียวกันจึงสามารถใช้กับโปรตีนที่ไม่เกี่ยวข้องหลายชนิดได้ และโปรตีนหนึ่งชนิดอาจมีหมายเลข EC หลายหมายเลขหากเร่งปฏิกิริยามากกว่าหนึ่งชนิด