Biološki procesi, funkcije, nomenklatura in podvrsti izomeraz



The izomeraz so razred encimov, ki sodelujejo pri strukturni ali pozicijski preureditvi izomerov in stereoizomerov različnih molekul. Prisotni so v skoraj vseh celičnih organizmih, ki izpolnjujejo funkcije v različnih kontekstih.

Encimi tega razreda delujejo na en sam substrat, čeprav so nekateri med drugim lahko kovalentno povezani s kofaktorji, ioni. Splošna reakcija je torej naslednja: \ t

X-Y → Y-X

Reakcije, ki jih katalizirajo ti encimi, pomenijo notranjo preureditev vezi, kar lahko pomeni spremembe položaja funkcionalnih skupin, v položaju dvojnih vezi med ogljiki, med drugim, brez sprememb v molekulski formuli substrata..

Izomeraze opravljajo različne funkcije v različnih bioloških procesih, ki vključujejo presnovne poti, delitev celic, replikacijo DNA, če naštejemo samo nekatere..

Izomeraze so bili prvi encimi, ki so bili industrijsko uporabljeni za proizvodnjo sirupov in drugih sladkih živil, zahvaljujoč njihovi zmožnosti medsebojnega preoblikovanja izomerov različnih vrst ogljikovih hidratov..

Indeks

  • 1 Biološki procesi, v katerih sodelujejo
  • 2 Funkcije
  • 3 Nomenklatura
  • 4 podrazredi
    • 4.1 EC.5.1 Racemaze in epimeraze
    • 4.2 EC.5.2 Cis-trans-izomeraze
    • 4.3 EC.5.3 intramolekularne izomeraze
    • 4.4 EC.5.4 intramolekularni transferaze (mutaze)
    • 4.5 EC.5.5 Intramolekularne lize
    • 4.6 EC.5.6 Izomeraze, ki spreminjajo sestavo makromolekul
    • 4.7 EC.5.99 Druge izomeraze
  • 5 Reference

Biološki procesi, v katerih sodelujejo

Izomeraze sodelujejo v več vitalnih celičnih procesih. Med najpomembnejšimi so replikacija in pakiranje DNA, ki ju katalizira topoizomeraza. Ti dogodki so ključni za replikacijo nukleinske kisline, kot tudi za njeno kondenzacijo pred delitvijo celic.

Glikoliza, ena od osrednjih presnovnih poti v celici, vključuje vsaj tri izomerne encime, in sicer: fosfoglukoza izomerazo, triosefosfat izomerazo in fosfogliceratno mutazo.

Pretvorbo UDP-galaktoze v UDP-glukozo v galaktozni poti katabolizma dosežemo z delovanjem epimeraze. Pri ljudeh je ta encim znan kot UDP-glukoza 4-epimeraza.

Zlaganje beljakovin je bistven proces delovanja mnogih encimov v naravi. Enzimski protein-disulfid izomeraza pomaga pri zlaganju proteinov, ki vsebujejo disulfidne mostove, s spreminjanjem njihovega položaja v molekulah, ki jih uporabljajo kot substrat..

Funkcije

Glavno funkcijo encimov, ki spadajo v razred izomeraz, je mogoče razumeti kot preoblikovanje substrata skozi majhno strukturno spremembo, da bi bila dovzetna za nadaljnjo obdelavo z encimi navzdol po presnovni poti, na primer.

Primer izomerizacije je sprememba fosfatne skupine v položaju 3 na ogljik v položaju 2 3-fosfoglicerata, da ga pretvorimo v 2-fosfoglicerat, ki ga katalizira mutaza encima fosfoglicerata v glikolitični poti, ki tvori spojino z višjo energijo. ki je funkcionalni substrat enolaze.

Nomenklatura

Klasifikacija izomeraz sledi splošnim pravilom razvrstitve encimov, ki jo je predlagala Komisija za encime leta 1961 in v kateri vsak encim prejme številčno kodo za svojo razvrstitev..

Položaj številk v navedenem kodu označuje vsako od oddelkov ali kategorij v razvrstitvi in ​​pred njimi so črke "ES"..

Za izomeraze prva številka predstavlja encimski razred, drugi pa vrsto izomerizacije, ki jo opravljajo, in tretji substrat, na katerem delujejo..

Nomenklatura razreda izomeraze je EC.5. Ima sedem podrazredov, zato boste našli encime s kodo od EC.5.1 do EC.5.6. Obstaja šesti "podklas" izomeraz, znanih kot "druge izomeraze", katerih oznaka je EC.5.99, ker vključuje encime z različnimi funkcijami izomeraze.

Označevanje podrazredov se v glavnem izvaja glede na vrsto izomerizacije, ki jo ti encimi izvajajo. Kljub temu lahko dobijo tudi imena, kot so racemaze, epimeraze, cis-trans-izomeraze, izomeraze, tautomeraze, mutaze ali ciklo izomeraze..

Podrazredi

V družini izomeraz je 7 razredov encimov:

EC.5.1 Racemaze in epimeraze

Ti katalizirajo tvorbo racemičnih zmesi glede na položaj a-ogljika. Delujejo lahko na aminokisline in derivate (EC.5.1.1), na hidroksi kislinske skupine in derivate (EC.5.1.2), na ogljikove hidrate in derivate (EC.5.1.3) in druge (EC.5.1.99)..

EC.5.2 Cis-trans-Izomeraze

Ti katalizirajo pretvorbo med cis in trans izomernimi oblikami različnih molekul.

EC.5.3 Intramolekularne izomeraze

Ti encimi so odgovorni za izomerizacijo notranjih delov v isti molekuli. Obstajajo nekateri, ki izvajajo oksidoredukcijske reakcije, pri katerih je donor in akceptor elektrona ista molekula, zato niso razvrščeni kot oksidoreduktaze..

Delujejo lahko medsebojno pretvorbo aldoz in ketoz (EC.5.3.1), na keto- in enol- (EC.5.3.2) skupine, spreminjanje položaja dvojnih vezi CC (EC.5.3.3), SS disulfidne vezi ( EC.5.3.4) in druge "oksidoreduktaze" (EC.5.3.99) \ t.

EC.5.4 intramolekularni transferaze (mutaze)

Ti encimi katalizirajo spremembe položaja različnih skupin znotraj iste molekule. Razvrščeni so glede na vrsto skupine, ki jo "premakne"..

Obstajajo fosfomonaze ​​(EC.5.4.1), tiste, ki prenašajo amino skupine (EC.5.4.2), tiste, ki prenašajo hidroksilne skupine (EC.5.4.3), in tiste, ki prenašajo druge vrste skupin (EC.5.4. 99).

EC.5.5 Intramolekularna lijaza

Ti katalizirajo "izločanje" skupine, ki je del molekule, vendar z njo ni kovalentno vezana..

EC.5.6 Izomeraze, ki spreminjajo sestavo makromolekul

Delujejo lahko s spreminjanjem konformacije polipeptidov (EC.5.6.1) ali nukleinskih kislin (EC.5.6.2)..

EC.5.99 Druge izomeraze

Ta podrazred združuje encime, kot so tiocianatna izomeraza in 2-hidroksimen-2-karboksilatna izomeraza.

Reference

  1. Adams, E. (1972). Racemaze aminokislin in epimeraze. Enzimi, 6, 479-507.
  2. Boyce, S., & College, T. (2005). Klasifikacija in nomenklatura encimov. Enciklopedija znanosti o življenju, 1-11.
  3. Cai, C. Z., Han, L.Y., Ji, Z.L., & Chen, Y.Z. (2004). Razvrstitev encimske družine s podpornimi vektorskimi stroji. Proteini: struktura, funkcija in bioinformatika, 55, 66-76.
  4. Dugave, C., & Demange, L. (2003). Cis - Trans izomerizacija organskih molekul in biomolekul: posledice in aplikacije. Chemical Reviews, 103, 2475-2532.
  5. Enciklopedija Britannica. (2018). Pridobljeno 3. marca 2019, iz britannica.com
  6. Freedman, R. B., Hirst, T.R., & Tuite, M.F. (1994). Proteinska disulfidna izomeraza: gradnja mostov pri zlaganju beljakovin. TIBS, 19, 331-336.
  7. Murzin, A. (1996). Strukturna klasifikacija proteinov: nove družine Alexey G Murzin. Strukturna klasifikacija beljakovin: nove superfamilije, 6, 386-394.
  8. Nelson, D.L., & Cox, M.M. (2009). Lehningerjeva načela biokemije. Omega izdaje (5. izd.).
  9. Odbor za nomenklaturo Mednarodne zveze za biokemijo in molekularno biologijo (NC-IUBMB). (2019). Vzpostavljeno iz qmul.ac.uk
  10. Thoden, J. B., Frey, P.A., & Holden, H.M. (1996). Molekularna struktura NADH / UDP-glukoze zavrženega kompleksa UDP-galaktoze 4-epimeraze iz Escherichia coli: posledice za katalitični mehanizem. Biochemistry, 35, 5137-5144.