Transferase biologiske processer, funktioner, nomenklatur og underklasser



den transferaser er enzymer ansvarlige for overførsel af funktionelle grupper af et substrat, der virker som en donor til en anden, der virker som en receptor. De fleste af de væsentlige metaboliske processer for livet involverer transferaseenzymer.

Den første observation af katalyseret af disse enzymer blev dokumenteret i 1953 af Dr. R. K. Morton, der observeres overførslen af ​​en phosphatgruppe fra et alkalisk phosphatase β-galactosidase i retning virker som modtager phosphatgruppen.

Den nomenklatur transferase-enzymer er normalt udføres i overensstemmelse med arten af ​​molekylet, der accepterer den funktionelle gruppe i reaktionen, fx DNA-methyltransferase, glutathiontransferase, α-1,4-glucan 6-α-glucosyltransferase, blandt andre.

Transferaser er enzymer med bioteknologisk betydning, især i fødevareindustrien. Deres gener kan modificeres for at opfylde specifikke aktiviteter i organismer, hvilket således bidrager direkte til forbrugernes sundhed, ud over ernæringsmæssige fordele.

De præbiotiske lægemidler til tarmfloraen er rige på transferaser, da de deltager i dannelsen af ​​kulhydrater, der favoriserer væksten og udviklingen af ​​gavnlige mikroorganismer i tarmen.

Mangler, strukturelle skader og forstyrrelser katalyserede processer transferaser årsag akkumulering inden for celleprodukter, er så mange forskellige sygdomme og patologier forbundet med sådanne enzymer.

Fejlfunktionen af ​​transferaser forårsager sygdomme som galactosæmi, Alzheimers, Huntingtons sygdom, blandt andre.

indeks

  • 1 Biologiske processer, hvor de deltager
  • 2 funktioner
  • 3 nomenklaturen
  • 4 underklasser
    • 4.1 EC.2.1 Overførselsgrupper af et carbonatom
    • 4.2 EC.2.2 Overfør aldehyd eller ketongrupper
    • 4.3 EC.2.3 Acyltransferaser
    • 4.4 EC.2.4 Glycosyltransferaser
    • 4.5 EC.2.5 Overfør alkyl- eller arylgrupper, bortset fra methylgrupper
    • 4.6 EC.2.6 Overførsel af nitrogengrupper
    • 4.7 EC.2.7 Overføringsgrupper indeholdende fosfatgrupper
    • 4.8 EC.2.8 Overføringsgrupper indeholdende svovl
    • 4.9 EC.2.9 Overføringsgrupper indeholdende selen
    • 4.10 EC.2.10 Overføringsgrupper indeholdende enten molybdæn eller wolfram
  • 5 referencer

Biologiske processer, hvor de deltager

Blandt de mange metaboliske processer, hvor overførsler er involveret, er glycosidbiosyntesen og metabolismen af ​​sukkerarter generelt.

Et enzym glucotransferase er ansvarlig for konjugeringen af ​​antigener A og B på overfladen af ​​røde blodlegemer. Disse variationer i binding af antigener stammer fra en polymorfisme af Pro234Ser-aminosyrerne af den oprindelige struktur af B-transferaser.

Glutathion-S-transferase i leveren er involveret i afgiftning af leverceller, hjælper med at beskytte reaktive oxygenarter (ROS), frie radikaler og hydrogenperoxider, der akkumuleres i cytoplasmaet og er meget giftig.

Aspartat carbamoyl transferase katalyserer biosyntesen af ​​pyrimidiner i nukleotid metabolisme, væsentlige bestanddele af nukleinsyrer og energikrævende molekyler, der anvendes i multiple cellulære processer (såsom ATP og GTP, for eksempel).

Transferaser deltager direkte i reguleringen af ​​mange biologiske processer ved at silke ved epigenetiske mekanismer DNA-sekvenserne, der koder for de oplysninger, der er nødvendige for syntesen af ​​cellulære elementer.

Histonacetyltransferaser acetylerede konserverede lysinrester i histoner ved at overføre en acetylgruppe fra et acetyl-CoA-molekyle. Denne acetylering stimulerer aktiveringen af ​​transkription i forbindelse med udvikling eller afslapning af euchromatin.

Fosphotransferaser katalyserer overførslen af ​​phosphatgrupper i sandsynligvis alle cellulære metaboliske sammenhænge. Det har en vigtig rolle i phosphoryleringen af ​​kulhydrater.

Aminotransferaser katalyserer den reversible overførsel af aminogrupper fra aminosyrer til oxysyrer, en af ​​de mange transformationer af aminosyrer medieret af vitamin B6-afhængige enzymer.

funktioner

Transferaserne katalyserer bevægelsen af ​​kemiske grupper, som opfylder reaktionen vist nedenfor. I den følgende ligning repræsenterer bogstavet "X" donormolekylet i den funktionelle gruppe "Y" og "Z" som acceptor.

X-Y + Z = X + Y-Z

Disse er enzymer med stærke elektronegative og nukleofile elementer i deres sammensætning; disse elementer er ansvarlige for enzymets overførselskapacitet.

Grupper mobiliseret af transferaser er generelt aldehydiske og ketoniske rester, acyl, glycosyl, alkyl, nitrogenholdige grupper og rig på nitrogen, phosphor, svovlholdige grupper osv.

nomenklatur

Transferaser klassifikation følger de almindelige regler for klassificering af forslagene fra Kommissionen for Enzymer (Enzyme Commission) i 1961. Ifølge udvalgets enzymer, hvert enzym modtager en numerisk kode for klassificering.

Placeringen af ​​tallene i koden angiver hver af divisionerne eller kategorierne i klassifikationen, og disse tal er foran med bogstaverne "EC".

I klassificeringen af ​​transferaser repræsenterer det første tal den enzymatiske klasse, det andet tal symboliserer typen af ​​gruppe de overfører, og det tredje tal refererer til det substrat, som de optræder på.

Nomenklaturen for klassen af ​​transferaser er EC.2. Det har ti underklasser, så enzymer findes med koden fra Eq.2.1 indtil den EC.2.10.  Hver betegnelse af underklassen udføres hovedsageligt i henhold til typen gruppe, der overfører enzymet.

underklasser

De ti klasser af enzymer inden for familien af ​​transferaser er:

EC.2.1 Overførselsgrupper af et carbonatom

De overfører grupper, der omfatter et enkelt kulstof. Methyltransferase overfører f.eks. En methylgruppe (CH3) til DNA's kvælstofbaserede baser. Enzymerne i denne gruppe regulerer direkte oversættelsen af ​​gener.

EC.2.2 Overfør aldehyd eller ketongrupper

De mobiliserer aldehydgrupper og ketongrupper med saccharider som receptorgrupper. Carbamyltransferase repræsenterer en mekanisme til regulering og syntese af pyrimidiner.

EC.2.3 acyltransferaser

Disse enzymer overfører acylgrupper til aminosyrederivater. Peptidyltransferasen udfører den essentielle dannelse af peptidbindinger mellem tilstødende aminosyrer under translationsprocessen.

EC.2.4 Glycosyltransferaser

De katalyserer dannelsen af ​​glycosidbindinger ved anvendelse af phosphatsukkergrupper som donorgrupper. Alle levende væsener præsenterer DNA-sekvenser for glycosyltransferaser, da de deltager i syntesen af ​​glycolipider og glycoproteiner.

EC.2.5 Overfør alkyl- eller arylgrupper, bortset fra methylgrupper

De mobiliserer alkyl- eller arylgrupper (bortset fra CH3) som dimethylgrupper, for eksempel. Blandt dem er glutathiontransferase, som blev nævnt ovenfor.

EC.2.6 Overførsel af kvælstofgrupper

Enzymer af denne klasse overfører nitrogengrupper, såsom -NH2 og -NH. Blandt disse enzymer er aminotransferaser og transaminaser.

EC.2.7 Overføringsgrupper indeholdende fosfatgrupper

De katalyserer phosphoryleringen af ​​substrater. Generelt er substraterne af disse phosphoryleringer sukkerarter og andre enzymer. Fosphotransferaser transporterer sukker til cellemiljøet ved at phosphorylere dem samtidigt.

EC.2.8 Overføringsgrupper indeholdende svovl

De karakteriseres ved at katalysere overførslen af ​​svovlholdige grupper i deres struktur. Coenzym En transferase tilhører denne underklasse.

EC.2.9 Overføringsgrupper indeholdende selen

De er almindeligt kendt som seleniotransferaser. Disse mobiliserer L-serylgrupper op til overførsel af RNA'er.

EC.2.10 Overførselsgrupper indeholdende enten molybdæn eller wolfram

Overførsler fra denne gruppe mobiliserer grupper indeholdende molybdæn eller wolfram til molekyler, der har sulfidgrupper som acceptorer.

referencer

  1. Alfaro, J.A., Zheng, R. B., Persson, M., Letts, J.A., Polakowski, R., Bai, Y., ... & Evans, S.V. (2008). ABO (H) blodgruppe A og B glycosyltransferaser genkender substrat via specifikke konformationsændringer. Journal of Biological Chemistry, 283 (15), 10097-10108.
  2. Aranda Moratalla, J. (2015). Beregningsundersøgelse af DNA-methyltransferaser. Analyse af den epigenetiske mekanisme af DNA-methylering (Thesis-Doctoral, University of Valencia-Spain).
  3. Armstrong, R. N. (1997). Struktur, katalytisk mekanisme og udvikling af glutathiontransferaser. Kemisk forskning i toksikologi, 10 (1), 2-18.
  4. Aznar Cano, E. (2014). Fagstudie af "Helicobacter pylori" ved fænotypiske og genotypiske metoder (Doktorsafhandling, Universidad Complutense de Madrid)
  5. Boyce, S., & Tipton, K. F. (2001). Enzymklassificering og nomenklatur. Els.
  6. Bresnick, E., & Mossé, H. (1966). Aspartatcarbamoyltransferase fra rotterlever. 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). Konserverede rester Arg188 og Asp302 er kritiske for aktiv site organisering og katalyse i humane ABO (H) blodgruppe A og B glycosyltransferaser. Glycobiology, 28 (8), 624-636
  8. Grimes, W.J. (1970). Sialinsyre transferaser og sialinsyre niveauer i normale og transformerede celler. Biochemistry, 9 (26), 5083-5092.
  9. Grimes, W.J. (1970). Sialinsyre transferaser og sialinsyre niveauer i normale og transformerede celler. Biochemistry, 9 (26), 5083-5092.
  10. Hayes, J. D., Flanagan, J. U., & Jowsey, I.R. (2005). Glutathion transferaser. Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol., 45, 51-88.
  11. Hersh, L. B., & Jencks, W. P. (1967). Coenzym A Transferase kinetik og udvekslingsreaktioner. Journal of Biological Chemistry, 242 (15), 3468-3480
  12. Jencks, W. P. (1973). 11 Coenzym A Transferaser. I enzymerne (bind 9, s. 483-496). Academic Press.
  13. Lairson, L. L., Henrissat, B., Davies, G.J., & Withers, S.G. (2008). Glycosyltransferaser: strukturer, funktioner og mekanismer. Årlig gennemgang af biokemi, 77
  14. Lairson, L. L., Henrissat, B., Davies, G.J., & Withers, S.G. (2008). Glycosyltransferaser: strukturer, funktioner og mekanismer. Årlig gennemgang af biokemi, 77.
  15. Lambalot, R. H., Gehring, A. M., Flugel, R.S., Zuber, P., LaCelle, M., Marahiel, M. A., ... & Walsh, C. T. (1996). Et nyt enzym superfamilie phosphopantetheinyl transferaser. Kemi og biologi, 3 (11), 923-936
  16. Mallard, C., Tolcos, M., Leditschke, J., Campbell, P., & Rees, S. (1999). Reduktion i immunoaktivitet af cholinacetyltransferase, men ikke muskarin-m2 receptorimmunoreaktivitet i hjernestammen hos SIDS-spædbørn. Journal of Neuropathology and Experimental Neurology, 58 (3), 255-264
  17. Mannervik, B. (1985). Isoenzymerne af glutathiontransferase. Fremskridt inden for enzymologi og beslægtede områder af molekylærbiologi, 57, 357-417
  18. MEHTA, P. K., HALE, T. I., & CHRISTEN, P. (1993). Aminotransferaser: demonstration af homologi og opdeling i evolutionære undergrupper. European Journal of Biochemistry, 214 (2), 549-561
  19. Monro, R. E., Staehelin, T., Celma, M. L., & Vazquez, D. (1969, januar). Peptidyltransferaseaktiviteten af ​​ribosomer. I Cold Spring Harbor-symposier om kvantitativ biologi (bind 34, s. 357-368). Cold Spring Harbor Laboratory Press.
  20. Montes, C.P. (2014). Enzymer i mad? Biokemi af spiselige. University Journal UNAM, 15, 12.
  21. Morton, R. K. (1953). Transferaseaktivitet af hydrolytiske enzymer. Nature, 172 (4367), 65.
  22. Negishi, M., Pedersen, L.G., Petrotchenko, E., Shevtsov, S., Gorokhov, A., Kakuta, Y., & Pedersen, L.C. (2001). Struktur og funktion af sulfotransferaser. Arkiver for biokemi og biofysik, 390 (2), 149-157
  23. Nomenklaturudvalget for Den Internationale Union af Biokemi og Molekylærbiologi (NC-IUBMB). (2019). Hentet fra qmul.ac.uk
  24. Rej, R. (1989). Aminotransferaser i sygdom. Klinikker i laboratoriemedicin, 9 (4), 667-687.
  25. Xu, D., Song, D., Pedersen, L.C., og Liu, J. (2007). Mutationsstudie af heparansulfat 2-0-sulfotransferase og chondroitinsulfat 2-0-sulfotransferase. Journal of Biological Chemistry, 282 (11), 8356-8367