Prenesi biološke procese, funkcije, nomenklaturo in podrazrede



The transferaze so encimi, ki so odgovorni za prenos funkcionalnih skupin substrata, ki deluje kot darovalec drugemu, ki deluje kot receptor. Večina bistvenih presnovnih procesov za življenje vključuje encime transferaze.

Prvo opazovanje reakcij, kataliziranih s temi encimi, je leta 1953 dokumentiral dr. R. K. Morton, ki je opazil prenos fosfatne skupine iz alkalne fosfataze v β-galaktozidazo, ki je delovala kot receptor za fosfatno skupino..

Nomenklatura transferaznih encimov se običajno izvaja v skladu z naravo molekule, ki sprejema funkcionalno skupino v reakciji, na primer: DNA-metiltransferaza, glutation-transferaza, 1,4-a-glukan 6-a-glukoziltransferaza, med drugim.

Transferaze so encimi z biotehnološkim pomenom, zlasti v industriji hrane in zdravil. Njihovi geni se lahko modificirajo za izpolnitev specifičnih dejavnosti v organizmih in tako neposredno prispevajo k zdravju potrošnikov, ki presegajo prehranske koristi.

Prebiotična zdravila za črevesno floro so bogata s transferazami, saj sodelujejo pri tvorbi ogljikovih hidratov, ki spodbujajo rast in razvoj koristnih mikroorganizmov v črevesju..

Pomanjkljivosti, strukturne poškodbe in prekinitve v procesih, ki jih katalizirajo transferaze, povzročajo kopičenje produktov v celici, zato so s takšnimi encimi povezani številni različni bolezni in patologije..

Okvara prenosov povzroča bolezni, kot so galaktozemija, Alzheimerjeva bolezen, Huntingtonova bolezen, med drugim.

Indeks

  • 1 Biološki procesi, v katerih sodelujejo
  • 2 Funkcije
  • 3 Nomenklatura
  • 4 podrazredi
    • 4.1 EC.2.1 Prenos skupin ogljikovega atoma
    • 4.2 EC.2.2 Prenos aldehidnih ali ketonskih skupin
    • 4.3 EC.2.3 Aciltransferaze
    • 4.4 EC.2.4 Glikoziltransferaze
    • 4.5 EC.2.5 Prenos alkilnih ali arilnih skupin, razen metilnih skupin
    • 4.6 EC.2.6 Prenos dušikovih skupin
    • 4.7 EC.2.7 Prenosne skupine, ki vsebujejo fosfatne skupine
    • 4.8 EC.2.8 Prenosne skupine, ki vsebujejo žveplo
    • 4.9 EC.2.9 Prenosne skupine, ki vsebujejo selen
    • 4.10 EC.2.10 Prenosne skupine, ki vsebujejo molibden ali volfram
  • 5 Reference

Biološki procesi, v katerih sodelujejo

Med številnimi presnovnimi procesi, pri katerih so vključene transferaze, so biosinteza glikozidov in presnova sladkorjev na splošno..

Enzim glukotransferaza je odgovoren za konjugacijo antigenov A in B na površini rdečih krvnih celic. Te spremembe v vezavi antigenov izhajajo iz polimorfizma aminokislin Pro234Ser iz prvotne strukture B-transferaz.

Glutation-S-transferaza v jetrih sodeluje pri razstrupljanju jetrnih celic, pomaga pri zaščiti pred reaktivnimi kisikovimi vrstami (ROS), prostimi radikali in vodikovimi peroksidi, ki se kopičijo v celični citoplazmi. zelo strupeno.

Aspartat karbamoil transferaza katalizira biosintezo pirimidinov v presnovi nukleotidov, temeljnih komponent nukleinskih kislin in visokoenergijskih molekul, ki se uporabljajo v več celičnih procesih (npr. ATP in GTP)..

Transferaze neposredno sodelujejo pri regulaciji mnogih bioloških procesov z utišanjem epigenetskih mehanizmov zaporedij DNA, ki kodirajo informacije, potrebne za sintezo celičnih elementov..

Histon acetiltransferaze so acetilirale konzervirane lizinske ostanke v histonih s prenosom acetilne skupine iz molekule acetil-CoA. Ta acetilacija spodbuja aktivacijo transkripcije, ki je povezana z razvojem ali sprostitvijo euhromatina.

Fosfotransferaze katalizirajo prenos fosfatnih skupin v verjetno vse celične presnovne kontekste. Ima pomembno vlogo pri fosforilaciji ogljikovih hidratov.

Aminotransferaze katalizirajo reverzibilni prenos amino skupin iz aminokislin v oksacide, kar je ena od mnogih transformacij aminokislin, ki jih posredujejo encimi, odvisni od vitamina B6.

Funkcije

Transferaze katalizirajo gibanje kemijskih skupin, ki izpolnjujejo spodaj prikazano reakcijo. V naslednji enačbi črka "X" predstavlja donorsko molekulo funkcionalne skupine "Y" in "Z" deluje kot akceptor..

X-Y + Z = X + Y-Z

To so encimi z močnimi elektronegativnimi in nukleofilnimi elementi v svoji sestavi; ti elementi so odgovorni za prenosno sposobnost encima.

Skupine, ki jih mobilizirajo transferaze, so na splošno aldehidni in ketonski ostanki, acilne, glukozilne, alkilne, dušikove in dušikove skupine, fosforne, žveplo vsebujoče skupine..

Nomenklatura

Klasifikacija transferaz je v skladu s splošnimi pravili za razvrstitev encimov, ki jih je predlagala Komisija za encime leta 1961. Po mnenju odbora vsak encim prejme številčno oznako za svojo razvrstitev..

Položaj številk v oznaki označuje vsak odsek ali kategorije v klasifikaciji, pred tem pa številke "EC"..

Pri klasifikaciji transferaz je prva številka encimski razred, druga številka pa pomeni vrsto skupine, ki jo prenesejo, tretja pa se nanaša na substrat, na katerem delujejo..

Nomenklatura razreda transferaz je EC.2. Ima deset podrazredov, zato najdemo encime s kodo iz EC.2.1 do. \ t EC.2.10.  Vsaka oznaka podrazreda se večinoma opravi v skladu s tipsko skupino, ki prenaša encim.

Podrazredi

Deset razredov encimov v družini transferaz je:

EC.2.1 Prenos skupin ogljikovega atoma

Prenašajo skupine, ki vključujejo en sam ogljik. Metiltransferaza, na primer, prenese metilno skupino (CH3) na dušikove baze DNA. Encimi v tej skupini neposredno urejajo prevajanje genov.

EC.2.2 Prenos aldehidnih ali ketonskih skupin

Mobilizirajo aldehidne skupine in ketonske skupine, ki imajo saharide kot receptorske skupine. Karbamiltransferaza predstavlja mehanizem regulacije in sinteze pirimidinov.

EC.2.3 Aciltransferaze

Ti encimi prenašajo acilne skupine v derivate amino kislin. Peptidiltransferaza opravlja bistveno tvorbo peptidnih vezi med sosednjimi aminokislinami med procesom prevajanja.

EC.2.4 Glikoziltransferaze

Ti katalizirajo tvorbo glikozidnih vezi z uporabo fosfatnih sladkornih skupin kot donorskih skupin. Vsa živa bitja predstavljajo zaporedje DNK za glikoziltransferaze, saj sodelujejo pri sintezi glikolipidov in glikoproteinov..

EC.2.5 Prenos alkilnih ali arilnih skupin, razen metilnih skupin

Mobilizirajo alkilne ali arilne skupine (razen CH3) kot dimetil skupine, na primer. Med njimi je glutation transferaza, ki je bila omenjena zgoraj.

EC.2.6 Prenos dušikovih skupin

Encimi iz tega razreda prenašajo dušikove skupine, kot sta -NH2 in -NH. Med temi encimi so aminotransferaze in transaminaze.

EC.2.7 Prenosne skupine, ki vsebujejo fosfatne skupine

Katalizirajo fosforilacijo substratov. Na splošno so substrati teh fosforilacij sladkorji in drugi encimi. Fosfotransferaze prenašajo sladkorje v notranjost celic s sočasno fosforilacijo.

EC.2.8 Prenosne skupine, ki vsebujejo žveplo

Za njih je značilno, da katalizirajo prenos skupin, ki vsebujejo žveplo, v njihovo strukturo. Koencim Transferaza spada v ta pod-razred.

EC.2.9 Prenosne skupine, ki vsebujejo selen

Znane so kot seleniotransferaze. Te mobilizirajo skupine L-serila do prenosa RNA.

EC.2.10 Prenaša skupine, ki vsebujejo molibden ali volfram

Transferaze te skupine mobilizirajo skupine, ki vsebujejo molibden ali volfram, za molekule, ki imajo sulfidne skupine kot akceptorje..

Reference

  1. Alfaro, J.A., Zheng, R.B., Persson, M., Letts, J.A., Polakowski, R., Bai, Y., ... & Evans, S.V. (2008). Glikoziltransferaze ABO (H) krvnih skupin A in B prepoznajo substrat preko specifičnih konformacijskih sprememb. Journal of Biological Chemistry, 283 (15), 10097-10108.
  2. Aranda Moratalla, J. (2015). Računalniška študija DNA-metiltransferaz. Analiza epigenetskega mehanizma metilacije DNA (Teza-Doktorat, Univerza v Valenciji-Španija).
  3. Armstrong, R. N. (1997). Struktura, katalitični mehanizem in razvoj glutationskih transferaz. Kemijske raziskave v toksikologiji, 10 (1), 2-18.
  4. Aznar Cano, E. (2014). Študija faga "Helicobacter pylori" s fenotipskimi in genotipskimi metodami (doktorska disertacija, Universidad Complutense de Madrid)
  5. Boyce, S., in Tipton, K. F. (2001). Razvrstitev encimov in nomenklatura. eLS.
  6. Bresnick, E., in Mossé, H. (1966). Aspartat karbamoiltransferaza iz jeter podgan. Biochemical Journal, 101 (1), 63.
  7. Gagnon, S.M., Legg, M.S., Polakowski, R., Letts, J.A., Persson, M., Lin, S., ... & Borisova, S.N. (2018). Konzervirani ostanki Arg188 in Asp302 so kritični za organizacijo aktivnega mesta in katalizo v glikoziltransferazah človeških ABO (H) krvnih skupin A in B. Glycobiology, 28 (8), 624-636
  8. Grimes, W. J. (1970). Prenosi sialne kisline in ravni sialne kisline v normalnih in transformiranih celicah. Biochemistry, 9 (26), 5083-5092.
  9. Grimes, W. J. (1970). Prenosi sialne kisline in ravni sialne kisline v normalnih in transformiranih celicah. Biochemistry, 9 (26), 5083-5092.
  10. Hayes, J.D., Flanagan, J. U., & Jowsey, I.R. (2005). Glutation transferaze. Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol., 45, 51-88.
  11. Hersh, L. B., & Jencks, W. P. (1967). Koencim A Kinetika transferaz in reakcije izmenjave. Journal of Biological Chemistry, 242 (15), 3468-3480
  12. Jencks, W. P. (1973). 11 Koencim A transferaze. In The encimes (Vol. 9, str. 483-496). Academic Press.
  13. Lairson, L.L., Henrissat, B., Davies, G.J., & Withers, S.G. (2008). Glikoziltransferaze: strukture, funkcije in mehanizmi. Letni pregled biokemije, 77
  14. Lairson, L.L., Henrissat, B., Davies, G.J., & Withers, S.G. (2008). Glikoziltransferaze: strukture, funkcije in mehanizmi. Letni pregled biokemije, 77.
  15. Lambalot, R.H., Gehring, A.M., Flugel, R.S., Zuber, P., LaCelle, M., Marahiel, M.A., ... & Walsh, C.T. (1996). Nova encimska superporodica, fosfantantheinil transferaze. Chemistry & biology, 3 (11), 923-936
  16. Mallard, C., Tolcos, M., Leditschke, J., Campbell, P., & Rees, S. (1999). Zmanjšanje imunoreaktivnosti holin acetiltransferaze, ne pa imunoreaktivnosti receptorjev muskarinske-m2 v možganskem stebru dojenčkov SIDS. Revija za nevropatologijo in eksperimentalno nevrologijo, 58 (3), 255-264
  17. Mannervik, B. (1985). Izoencimi glutation-transferaze. Napredek v encimologiji in sorodnih področjih molekularne biologije, 57, 357-417
  18. MEHTA, P.K., HALE, T. I., & CHRISTEN, P. (1993). Aminotransferaze: dokaz homologije in delitve v evolucijske podskupine. European Journal of Biochemistry, 214 (2), 549-561
  19. Monro, R.E., Staehelin, T., Celma, M.L., & Vazquez, D. (1969, januar). Aktivnost peptidil transferaze ribosomov. V Cold Spring Harbor simpozijih o kvantitativni biologiji (Vol. 34, str. 357-368). Cold Spring Harbour Laboratory Press.
  20. Montes, C.P. (2014). Encimi v hrani? Biokemija užitnega. Univerza Journal UNAM, 15, 12.
  21. Morton, R.K. (1953). Transferazna aktivnost hidroliznih encimov. Nature, 172 (4367), 65.
  22. Negishi, M., Pedersen, L.G., Petrotchenko, E., Shevtsov, S., Gorokhov, A., Kakuta, Y., in Pedersen, L.C. (2001). Struktura in funkcija sulfotransferaz. Arhivi biokemije in biofizike, 390 (2), 149-157
  23. Odbor za nomenklaturo Mednarodne zveze za biokemijo in molekularno biologijo (NC-IUBMB). (2019). Vzpostavljeno iz qmul.ac.uk
  24. Rej, R. (1989). Aminotransferaze pri bolezni. Klinike v laboratorijski medicini, 9 (4), 667-687.
  25. Xu, D., Song, D., Pedersen, L.C., & Liu, J. (2007). Mutacijska študija heparan sulfata 2-O-sulfotransferaze in hondroitin sulfata 2-O-sulfotransferaze. Journal of Biological Chemistry, 282 (11), 8356-8367