Transferazni biološki procesi, funkcije, nomenklatura i podrazredi



transferaza su enzimi odgovorni za prijenos funkcionalnih skupina supstrata koji djeluju kao donori na druge koji djeluju kao receptori. Većina bitnih metaboličkih procesa za život uključuje enzime transferaze.

Prvo promatranje reakcija kataliziranih ovim enzimima dokumentirano je 1953. godine od strane dr. R. K. Mortona, koji je promatrao prijenos fosfatne skupine iz alkalne fosfataze u β-galaktozidazu koja je djelovala kao receptor za fosfatnu skupinu.

Nomenklatura transferaznih enzima općenito se provodi prema prirodi molekule koja prihvaća funkcionalnu skupinu u reakciji, na primjer: DNA-metiltransferaza, glutation-transferaza, 1,4-a-glukan 6-a-glukoziltransferaza, među ostalima.

Transferaze su enzimi biotehnološke važnosti, osobito u industriji hrane i lijekova. Njihovi se geni mogu modificirati kako bi se ispunile određene aktivnosti u organizmima, čime se izravno pridonosi zdravlju potrošača, izvan prehrambene koristi.

Prebiotički lijekovi za crijevnu floru bogati su transferazama, jer one sudjeluju u stvaranju ugljikohidrata koji pogoduju rastu i razvoju korisnih mikroorganizama u crijevima..

Nedostaci, strukturna oštećenja i prekidi u procesima koji su katalizirani transferazama uzrokuju nakupljanje produkata unutar stanice, zbog čega su s tim enzimima povezane mnoge bolesti i patologije..

Neispravnost transferaza uzrokuje bolesti poput galaktosemije, Alzheimerove bolesti, Huntingtonove bolesti, među ostalima.

indeks

  • 1 Biološki procesi u kojima sudjeluju
  • 2 Funkcije
  • 3 Nomenklatura
  • 4 Podklase
    • 4.1 EC.2.1 Prijenos skupina ugljikovog atoma
    • 4.2 EC.2.2 Prijenos aldehidnih ili ketonskih skupina
    • 4.3 EC.2.3 Aciltransferaze
    • 4.4 EC.2.4 Glikoziltransferaze
    • 4,5 EC.2.5 Prijenos alkilnih ili arilnih skupina, osim metilnih skupina
    • 4.6 EC.2.6 Prijenos skupina dušika
    • 4.7 EC.2.7 Prijenosne skupine koje sadrže fosfatne skupine
    • 4.8 EC.2.8 Prijenosne skupine koje sadrže sumpor
    • 4.9 EC.2.9 Prijenosne skupine koje sadrže selen
    • 4.10 EC.2.10 Prijenosne skupine koje sadrže ili molibden ili volfram
  • 5 Reference

Biološki procesi u kojima sudjeluju

Među velikim brojem metaboličkih procesa u kojima su uključene transferaze su biosinteza glikozida i metabolizam šećera općenito.

Enzim glukotransferaza je odgovoran za konjugaciju antigena A i B na površini crvenih krvnih stanica. Ove varijacije u vezanju antigena potječu od polimorfizma Pro234Ser amino kiselina izvorne strukture B-transferaza.

Glutation-S-transferaza u jetri sudjeluje u detoksifikaciji stanica jetre, pomažući im u zaštiti od reaktivnih vrsta kisika (ROS), slobodnih radikala i vodikovih peroksida koji se nakupljaju u staničnoj citoplazmi i vrlo toksično.

Aspartat karbamoil transferaza katalizira biosintezu pirimidina u metabolizmu nukleotida, temeljnih komponenti nukleinskih kiselina i molekula visoke energije koje se koriste u višestrukim staničnim procesima (kao što su ATP i GTP, na primjer).

Transferaze izravno sudjeluju u regulaciji mnogih bioloških procesa putem utišavanja epigenetskim mehanizmima DNA sekvence koje kodiraju informacije potrebne za sintezu staničnih elemenata..

Histon acetiltransferaze acetilirane konzerviraju lizinske ostatke u histonima prebacivanjem acetilne skupine iz acetil-CoA molekule. Ta acetilacija stimulira aktivaciju transkripcije povezane s razvojem ili opuštanjem eukromatina.

Fosfotransferaze kataliziraju prijenos fosfatnih skupina u vjerojatno sve stanične metaboličke kontekste. Ima važnu ulogu u fosforilaciji ugljikohidrata.

Aminotransferaze kataliziraju reverzibilni prijenos amino skupina iz aminokiselina u oksacide, što je jedna od mnogih transformacija aminokiselina posredovanih enzimima ovisnima o vitaminu B6.

funkcije

Transferaze kataliziraju kretanje kemijskih skupina koje ispunjavaju reakciju prikazanu ispod. U sljedećoj jednadžbi slovo "X" predstavlja donorsku molekulu funkcionalne skupine "Y", a "Z" djeluje kao akceptor.

X-Y + Z = X + Y-Z

To su enzimi s jakim elektronegativnim i nukleofilnim elementima u svom sastavu; ovi elementi su odgovorni za prijenosni kapacitet enzima.

Skupine mobilizirane transferazama su općenito aldehidni i ketonski ostaci, acil, glukozil, alkilne, dušične i dušik-bogate skupine, fosfor, skupine koje sadrže sumpor, između ostalih..

nomenklatura

Klasifikacija transferaza slijedi opća pravila za klasifikaciju enzima koje je predložila Komisija za enzime 1961. Prema odboru, svaki enzim prima brojčanu oznaku za svoju klasifikaciju..

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

U klasifikaciji transferaza prvi broj predstavlja enzimatsku klasu, drugi broj simbolizira tip grupe koju prenose i treći broj se odnosi na supstrat na koji djeluju.

Nomenklatura klase transferaza jest EC.2. Ima deset podklasa, tako da se enzimi nalaze s kodom Eq.2.1 do EC.2.10.  Svaka oznaka podrazreda uglavnom se izvodi prema tipskoj skupini koja prenosi enzim.

podklase

Deset klasa enzima unutar obitelji transferaza su:

EC.2.1 Prijenos skupina ugljikovog atoma

Oni prenose skupine koje uključuju jedan ugljik. Metiltransferaza, na primjer, prenosi metilnu skupinu (CH3) na dušične baze DNA. Enzimi u ovoj skupini izravno reguliraju translaciju gena.

EC.2.2 Prijenos aldehidnih ili ketonskih skupina

Oni mobiliziraju aldehidne skupine i ketonske skupine koje imaju saharide kao receptorske skupine. Karbamiltransferaza predstavlja mehanizam regulacije i sinteze pirimidina.

EC.2.3 Aciltransferaze

Ovi enzimi prenose acilne skupine u derivate amino kiselina. Peptidiltransferaza obavlja bitno stvaranje peptidnih veza između susjednih aminokiselina tijekom procesa prevođenja.

EC.2.4 Glikoziltransferaze

Oni kataliziraju stvaranje glikozidnih veza koristeći skupine fosfatnih šećera kao donorske skupine. Sva živa bića predstavljaju DNA sekvence za glikoziltransferaze, budući da sudjeluju u sintezi glikolipida i glikoproteina.

EC.2.5 Prijenos alkilnih ili arilnih skupina, osim metilnih skupina

Oni mobiliziraju alkilne ili arilne skupine (osim CH3) kao dimetil grupe, na primjer. Među njima je glutation transferaza, koja je gore spomenuta.

EC.2.6 Prijenos dušikovih skupina

Enzimi ove klase prenose dušikove skupine kao što su -NH2 i -NH. Među tim enzimima su aminotransferaze i transaminaze.

EC.2.7. Prijenosne skupine koje sadrže fosfatne skupine

Oni kataliziraju fosforilaciju supstrata. Općenito supstrati ovih fosforilacija su šećeri i drugi enzimi. Fosfotransferaze transportiraju šećere u unutrašnjost stanica fosforilirajući ih istovremeno.

EC.2.8 Prijenosne skupine koje sadrže sumpor

Karakterizirani su kataliziranjem prijenosa skupina koje sadrže sumpor u njihovu strukturu. Koenzim A transferaza pripada ovoj pod-klasi.

EC.2.9 Prijenosne skupine koje sadrže selen

Oni su obično poznati kao seleniotransferaze. One mobiliziraju L-seril grupe do prijenosa RNA.

EC.2.10 Prenosi skupine koje sadrže ili molibden ili volfram

Transferaze iz ove skupine mobiliziraju skupine koje sadrže molibden ili volfram molekule koje posjeduju sulfidne grupe kao akceptore.

reference

  1. Alfaro, J.A., Zheng, R.B., Persson, M., Letts, J.A., Polakowski, R., Bai, Y., ... i Evans, S.V. (2008). Glikoziltransferaze ABO (H) krvne grupe A i B prepoznaju supstrat preko specifičnih konformacijskih promjena. Journal of Biological Chemistry, 283 (15), 10097-10108.
  2. Aranda Moratalla, J. (2015). Proračunsko proučavanje DNA-metiltransferaza. Analiza epigenetskog mehanizma metilacije DNA (Teza-Doktorat, Sveučilište u Valenciji-Španjolska).
  3. Armstrong, R.N. (1997). Struktura, katalitički mehanizam i evolucija glutation transferaza. Kemijska istraživanja u toksikologiji, 10 (1), 2-18.
  4. Aznar Cano, E. (2014). Studija faga "Helicobacter pylori" fenotipskim i genotipskim metodama (doktorska disertacija, Universidad Complutense de Madrid)
  5. Boyce, S., i Tipton, K.F. (2001). Klasifikacija enzima i nomenklatura. Els.
  6. Bresnick, E., & Mossé, H. (1966). Aspartat karbamoiltransferaza iz jetre štakora. Biochemical Journal, 101 (1), 63.
  7. Gagnon, S.M., Legg, M.S., Polakowski, R., Letts, J.A., Persson, M., Lin, S., ... i Borisova, S.N. (2018). Konzervirani ostaci Arg188 i Asp302 su kritični za organizaciju aktivnog mjesta i katalizu u humanim ABO (H) krvnim skupinama A i B glikoziltransferazama. Glycobiology, 28 (8), 624-636
  8. Grimes, W.J. (1970). Transferali sijalne kiseline i razine sijalinske kiseline u normalnim i transformiranim stanicama. Biochemistry, 9 (26), 5083-5092.
  9. Grimes, W.J. (1970). Transferali sijalne kiseline i razine sijalinske kiseline u normalnim i transformiranim stanicama. Biochemistry, 9 (26), 5083-5092.
  10. Hayes, J.D., Flanagan, J. U., & Jowsey, I.R. (2005). Glutation transferaze. Annu. Pharmacol. Toxicol., 45, 51-88.
  11. Hersh, L.B., & Jencks, W.P. (1967). Koenzim A Kinetika transferaza i reakcije razmjene. Journal of Biological Chemistry, 242 (15), 3468-3480
  12. Jencks, W.P. (1973). 11 Transferi koenzima A. In The enzymes (Vol. 9, str. 483-496). Academic Press.
  13. Lairson, L.L., Henrissat, B., Davies, G.J. & Withers, S.G. (2008). Glikoziltransferaze: strukture, funkcije i mehanizmi. Godišnji pregled biokemije, 77
  14. Lairson, L.L., Henrissat, B., Davies, G.J. & Withers, S.G. (2008). Glikoziltransferaze: strukture, funkcije i mehanizmi. Godišnji pregled biokemije, 77.
  15. Lambalot, R.H., Gehring, A.M., Flugel, R. S., Zuber, P., LaCelle, M., Marahiel, M.A., ... i Walsh, C.T. (1996). Nova superfamilija enzima, fosfolanteteinil transferaze. Chemistry & biology, 3 (11), 923-936
  16. Mallard, C., Tolcos, M., Leditschke, J., Campbell, P., & Rees, S. (1999). Smanjenje imunoreaktivnosti holin acetiltransferaze, ali ne i imunoreaktivnosti receptora muskarinske-m2 u moždanom stablu dojenčadi SIDS-a. Časopis za neuropatologiju i eksperimentalnu neurologiju, 58 (3), 255-264
  17. Mannervik, B. (1985). Izoenzimi glutation transferaze. Napredak u enzimologiji i srodnim područjima molekularne biologije, 57, 357-417
  18. MEHTA, P.K., HALE, T.I., & CHRISTEN, P. (1993). Aminotransferaze: demonstracija homologije i podjele na evolucijske podskupine. European Journal of Biochemistry, 214 (2), 549-561
  19. Monro, R.E., Staehelin, T., Celma, M., & Vazquez, D. (1969, siječanj). Aktivnost peptidil transferaze ribosoma. U Cold Spring Harbor simpozijima o kvantitativnoj biologiji (Vol. 34, str. 357-368). Cold Spring Harbor Laboratory Press.
  20. Montes, C.P. (2014). Enzimi u hrani? Biokemija jestivog. Sveučilišni dnevnik UNAM, 15, 12.
  21. Morton, R.K. (1953). Transferazna aktivnost hidrolitičkih enzima. Nature, 172 (4367), 65.
  22. Negishi, M., Pedersen, L.G., Petrotchenko, E., Shevtsov, S., Gorokhov, A., Kakuta, Y., & Pedersen, L.C. (2001). Struktura i funkcija sulfotransferaza. Arhiv biokemije i biofizike, 390 (2), 149-157
  23. Odbor za nomenklaturu Međunarodne unije za biokemiju i molekularnu biologiju (NC-IUBMB). (2019). Preuzeto s qmul.ac.uk
  24. Rej, R. (1989). Aminotransferaze u bolesti. Klinike u laboratorijskoj medicini, 9 (4), 667-687.
  25. Xu, D., Song, D., Pedersen, L.C., & Liu, J. (2007). Mutacijska studija heparan sulfata 2-O-sulfotransferaze i hondroitin sulfat 2-O-sulfotransferaze. Journal of Biological Chemistry, 282 (11), 8356-8367