Biološki procesi, funkcije, nomenklatura i pod-klase izomeraza



izomeraze oni su klasa enzima uključenih u strukturalno ili položajno preuređenje izomera i stereoizomera različitih molekula. Prisutni su u gotovo svim staničnim organizmima koji ispunjavaju funkcije u različitim kontekstima.

Enzimi ove klase djeluju na jedan supstrat, iako neki mogu biti kovalentno povezani s kofaktorima, ionima, između ostalih. Opća reakcija, dakle, može se vidjeti na sljedeći način:

X-Y → Y-X

Reakcije katalizirane ovim enzimima podrazumijevaju unutarnje pregrađivanje veza, što može značiti promjene u položaju funkcionalnih skupina, u položaju dvostrukih veza između ugljika, između ostalih, bez promjena u molekulskoj formuli supstrata..

Izomeraze obavljaju različite funkcije u velikom broju različitih bioloških procesa, koji uključuju metaboličke putove, staničnu diobu, replikaciju DNA, da spomenemo samo neke..

Izomeraze su prvi enzimi koji se industrijski koriste za proizvodnju sirupa i drugih slatkih namirnica, zahvaljujući njihovoj sposobnosti da međusobno izmjenjuju izomere različitih vrsta ugljikohidrata..

indeks

  • 1 Biološki procesi u kojima sudjeluju
  • 2 Funkcije
  • 3 Nomenklatura
  • 4 Podklase
    • 4.1 EC.5.1 Racemaze i epimeraze
    • 4.2 EC.5.2 Cis-trans-izomeraze
    • 4.3 EC.5.3 intramolekularne izomeraze
    • 4.4 EC.5.4 intramolekularne transferaze (mutaze)
    • 4.5 EC.5.5 Intramolekularne lize
    • 4.6 EC.5.6 Izomeraze koje mijenjaju makromolekularnu konformaciju
    • 4.7 EC.5.99 Ostale izomeraze
  • 5 Reference

Biološki procesi u kojima sudjeluju

Izomeraze sudjeluju u višestrukim vitalnim staničnim procesima. Među najistaknutijim su replikacija i pakiranje DNA, katalizirane topoizomerazama. Ovi događaji su ključni za replikaciju nukleinske kiseline, kao i za njenu kondenzaciju prije stanične diobe.

Glikoliza, jedan od središnjih metaboličkih putova u stanici, uključuje najmanje tri izomerna enzima, i to: fosfoglukoza izomeraza, triosefosfat izomeraza i fosfoglicerat mutaza.

Konverzija UDP-galaktoze u UDP-glukozu u putu katabolizma galaktoze postiže se djelovanjem epimeraze. Kod ljudi je ovaj enzim poznat kao UDP-glukoza 4-epimeraza.

Preklapanje proteina je bitan proces za funkcioniranje mnogih enzima u prirodi. Enzimski protein-disulfid-izomeraza pomaže preklapanje proteina koji sadrže disulfidne mostove mijenjajući njihov položaj u molekulama koje koriste kao supstrat.

funkcije

Glavna funkcija enzima koji pripadaju klasi izomeraza može se vidjeti kao transformacija supstrata kroz malu strukturnu promjenu, kako bi bila podložna daljnjoj obradi enzimima nizvodno u metaboličkom putu, na primjer.

Primjer izomerizacije je promjena fosfatne skupine u položaju 3 na ugljik u položaju 2 3-fosfoglicerata da se pretvori u 2-fosfoglicerat, kataliziran enzimom fosfoglicerat mutaze u glikolitičkom putu, koji stvara spoj više energije. koji je funkcionalni supstrat enolaze.

nomenklatura

Klasifikacija izomeraza slijedi opća pravila klasifikacije enzima koje je predložila Enzyme Commission iz 1961. godine, u kojima svaki enzim dobiva numerički kod za svoju klasifikaciju..

Položaj brojeva u navedenom kodu označava svaki od dijelova ili kategorija u klasifikaciji, a tim brojevima prethodi slova "EC".

Za izomeraze prvi broj predstavlja enzimatsku klasu, drugi označava vrstu izomerizacije koju oni izvode, a treći supstrat na koji djeluju..

Nomenklatura klase izomeraze je EC.5. Ima sedam podklasa, tako da ćete naći enzime s kodom od EC.5.1 do EC.5.6. Postoji šesta "pod-klasa" izomeraza poznata kao "druge izomeraze", čiji je kod EC.5.99, jer uključuje enzime s različitim funkcijama izomeraze.

Denotacija podklasa se uglavnom radi prema tipu izomerizacije koju ti enzimi obavljaju. Unatoč tome, mogu također primiti imena kao što su racemaze, epimeraze, cis-trans-izomeraze, izomeraze, tautomeraze, mutaze ili cikloizomeraze..

podklase

Postoji 7 klasa enzima unutar obitelji izomeraza:

EC.5.1 Racemaze i epimeraze

Oni kataliziraju stvaranje racemičnih smjesa na temelju položaja a-ugljika. Mogu djelovati na aminokiseline i derivate (EC.5.1.1), na hidroksi kiselinske skupine i derivate (EC.5.1.2), na ugljikohidrate i derivate (EC.5.1.3) i druge (EC.5.1.99).

EC.5.2 Cis-trans-izomeraze

Oni kataliziraju pretvorbu između cis i trans izomernih oblika različitih molekula.

EC.5.3 Intramolekularne izomeraze

Ti su enzimi odgovorni za izomerizaciju unutarnjih dijelova iste molekule. Postoje neki koji izvode oksidoredukcijske reakcije, gdje je donor elektrona i akceptor ista molekula, tako da nisu klasificirani kao oksidoreduktaze..

Oni mogu djelovati među pretvaranjem aldoza i ketoza (EC.5.3.1), na keto- i enol- (EC.5.3.2) skupine, mijenjajući položaj CC dvostrukih veza (EC.5.3.3), SS disulfidne veze ( EC.5.3.4) i druge "oksidoreduktaze" (EC.5.3.99).

EC.5.4 intramolekularne transferaze (mutaze)

Ovi enzimi kataliziraju promjene položaja različitih skupina unutar iste molekule. Oni su klasificirani prema vrsti grupe koja se "premješta".

Postoje fosfomonaze ​​(EC.5.4.1), one koje prenose amino skupine (EC.5.4.2), one koje prenose hidroksilne skupine (EC.5.4.3), i one koje prenose druge vrste skupina (EC.5.4. 99).

EC.5.5 Intramolekularne lize

Oni kataliziraju "eliminaciju" skupine koja je dio molekule, ali nije kovalentno povezana s njom.

EC.5.6 Izomeraze koje mijenjaju makromolekularnu konformaciju

Mogu djelovati mijenjanjem konformacije polipeptida (EC.5.6.1) ili nukleinskih kiselina (EC.5.6.2).

EC.5.99 Ostale izomeraze

Ovaj podrazred spaja enzime kao što su tiocijanatna izomeraza i 2-hidroksimen-2-karboksilatna izomeraza.

reference

  1. Adams, E. (1972). Racemaze i epimeraze aminokiselina. The Enzymes, 6, 479-507.
  2. Boyce, S., & College, T. (2005). Klasifikacija i nomenklatura enzima. Enciklopedija znanosti o životu, 1-11.
  3. Cai, C. Z., Han, L.Y., Ji, Z.L., & Chen, Y.Z. (2004). Klasifikacija enzimske obitelji prema strojevima s potpornim vektorima. Proteini: struktura, funkcija i bioinformatika, 55, 66-76.
  4. Dugave, C., & Demange, L. (2003). Cis - Trans izomerizacija organskih molekula i biomolekula: implikacije i primjene. Chemical Reviews, 103, 2475-2532.
  5. Encyclopedia Britannica. (2018.). Preuzeto 3. ožujka 2019. s britannica.com
  6. Freedman, R. B., Hirst, T.R., & Tuite, M.F. (1994). Proteinska disulfidna izomeraza: izgradnja mostova u preklapanju proteina. TIBS, 19, 331-336.
  7. Murzin, A. (1996). Strukturna klasifikacija proteina: novi superfamily Alexey G Murzin. Strukturna klasifikacija proteina: nove superfamilije, 6, 386-394.
  8. Nelson, D.L., & Cox, M.M. (2009). Lehningerova načela biokemije. Izdanja Omega (5. izdanje).
  9. Odbor za nomenklaturu Međunarodne unije za biokemiju i molekularnu biologiju (NC-IUBMB). (2019). Preuzeto s qmul.ac.uk
  10. Thoden, J.B., Frey, P.A. & Holden, H.M. (1996). Molekularna struktura NADH / UDP-glukoze neuspješnog kompleksa UDP-galaktoze 4-epimeraze iz bakterije Escherichia coli: implikacije za katalitički mehanizam. Biochemistry, 35, 5137-5144.