Izomerāzes bioloģiskie procesi, funkcijas, nomenklatūra un apakšklases



The izomerāzes tie ir fermentu klase, kas iesaistīta dažādu molekulu izomēru un stereoizomēru strukturālajā vai pozicionālajā pārkārtošanā. Tie atrodas gandrīz visos šūnu organismos, kas pilda funkcijas dažādos kontekstos.

Šīs klases fermenti darbojas uz viena substrāta, lai gan daži var būt kovalenti saistīti ar kofaktoriem, joniem, cita starpā. Tādēļ vispārējā reakcija ir redzama šādi:

X-Y → Y-X

Reakcijas, ko katalizē šie fermenti, nozīmē iekšējo saikņu pārkārtošanos, kas var nozīmēt izmaiņas funkcionālo grupu pozīcijās, cita starpā, divkāršo saiti starp oglēm, nemainot substrāta molekulāro formulu..

Izomerāzes veic dažādas funkcijas daudzos bioloģiskos procesos, kas ietver vielmaiņas ceļus, šūnu dalīšanos, DNS replikāciju, lai nosauktu dažus..

Izomerāzes bija pirmie fermenti, ko rūpnieciski izmantoja sīrupu un citu cukura produktu ražošanai, pateicoties to spējai savstarpēji pārveidot dažādu veidu ogļhidrātu izomērus..

Indekss

  • 1 Bioloģiskie procesi, kuros tie piedalās
  • 2 Funkcijas
  • 3 Nomenklatūra
  • 4 Apakšklases
    • 4.1. EC.5.1. Rasemāzes un epimerāzes
    • 4.2. EC.5.2 Cis-trans-izomerāzes
    • 4.3. EC.5.3 intramolekulārās izomerāzes
    • 4.4. EC.5.4 intramolekulārās transferāzes (mutāzes)
    • 4.5. EC.5.5 Intramolekulārās liāzes
    • 4.6. EC.5.6. Isomerāzes, kas maina makromolekulāro konformāciju
    • 4.7. EC.5.99 Citas izomerāzes
  • 5 Atsauces

Bioloģiskie procesi, kuros tie piedalās

Isomerāzes piedalās vairākos svarīgos šūnu procesos. Visnozīmīgākās ir DNS replikācija un iepakošana, ko katalizē topoizomerāzes. Šie notikumi ir būtiski nukleīnskābes replikācijai, kā arī tās kondensācijai pirms šūnu dalīšanās.

Glikolīze, kas ir viens no galvenajiem metabolisma ceļiem šūnā, ietver vismaz trīs izomēru fermentus, proti: fosfoglikozes izomerāzi, triozes fosfāta izomerāzi un fosfoglicerāta mutāzi.

UDP-galaktozes konversija uz UDP-glikozi galaktozes katabolisma ceļā tiek panākta ar epimerāzes darbību. Cilvēkiem šis enzīms ir pazīstams kā UDP-glikozes 4-epimerāze.

Olbaltumvielu locīšana ir būtisks process daudzu fermentu darbībai dabā. Enzīmu proteīna-disulfīda izomerāze palīdz disulfīda tiltus saturošu olbaltumvielu salocīšanu, modificējot to stāvokli molekulās, ko tās izmanto kā substrātu.

Funkcijas

Izomerāžu klasē ietilpstošo fermentu galveno funkciju var uzskatīt par substrāta transformāciju ar nelielu strukturālu pārmaiņu palīdzību, lai padarītu to jutīgu pret tālākai apstrādei ar fermentiem, kas atrodas lejup pa metabolisko ceļu, \ t piemēram.

Izomeroizēšanas piemērs ir 3. fosfāta grupas maiņa uz 3-fosfoglicerāta 2. pozīcijā esošo oglekli, lai pārvērstu to par 2-fosfoglicerātu, ko katalizē glikolītiskā ceļā esošais feroglicerāta mutāzes enzīms, kas rada augstāku enerģētisko savienojumu. kas ir enolāzes funkcionālais substrāts.

Nomenklatūra

Izomerāžu klasifikācija atbilst enzīmu komisijas 1961. gadā piedāvātajiem enzīmu klasifikācijas vispārīgajiem noteikumiem, kuros katrs enzīms saņem klasifikācijas kodu..

Numuru skaits minētajā kodā norāda katru iedalījumu vai kategoriju klasifikācijā, un šiem numuriem ir burti "EK"..

Izomerāzēm pirmais skaitlis apzīmē fermentu klasi, otrais apzīmē izomerizācijas veidu, ko tie veic, un trešo - substrātu, uz kuru tie darbojas..

Izomerāzes klases nomenklatūra ir EC.5. Tam ir septiņas apakšklases, tāpēc jūs atradīsiet fermentus ar kodu no EC.5.1 līdz EC.5.6. Ir sestā izomerāžu "apakškategorija", kas pazīstama kā "citas izomerāzes", kuru kods ir EC.5.99, jo tas ietver fermentus ar dažādām izomerāzes funkcijām..

Apakšklases apzīmējums galvenokārt tiek veikts saskaņā ar izomerizācijas veidu, ko šie fermenti veic. Neskatoties uz to, viņi var saņemt arī nosaukumus, piemēram, racemāzes, epimimerāzes, cis-trans-izomerāzes, izomerāzes, tautomerāzes, mutāzes vai ciklo izomerāzes..

Apakšklases

Izomerāžu grupā ir 7 fermentu klases:

EC.5.1 Rasemāzes un epimerāzes

Tie katalizē racemisko maisījumu veidošanos, pamatojoties uz α-oglekļa stāvokli. Tās var iedarboties uz aminoskābēm un atvasinājumiem (EC.5.1.1), hidroksilskābes grupām un atvasinājumiem (EC.5.1.2), uz ogļhidrātiem un atvasinājumiem (EC.5.1.3) un citiem (EC.5.1.99).

EC.5.2 Cis-trans-Izomerāzes

Tie katalizē dažādu molekulu cis un trans-izomēru formu konversiju.

EC.5.3 Intramolekulārās izomerāzes

Šie fermenti ir atbildīgi par to pašu molekulu iekšējo daļu izomerizāciju. Ir daži, kas veic oksidoredukcijas reakcijas, kur elektronu donors un akceptors ir viena un tā pati molekula, tāpēc tās nav klasificētas kā oksidoreduktāzes.

Tās var iedarboties uz konvertējošām aldozēm un ketozēm (EC.5.3.1) uz keto- un enol- (EC.5.3.2) grupām, mainot CC dubultās saites (EC.5.3.3), SS disulfīda saitēm ( EC.5.3.4) un citas "oksidoreduktāzes" (EC.5.3.99).

EC.5.4 intramolekulārās transferāzes (mutāzes)

Šie fermenti katalizē dažādu grupu stāvokļa izmaiņas tajā pašā molekulā. Tos klasificē pēc grupas, kas "pārvietojas".

Ir fosforonāzes (EC.5.4.1), tās, kas pārnes aminoskābes (EC.5.4.2), tās, kas pārnes hidroksilgrupas (EC.5.4.3), un tās, kas pārnes citu grupu grupas (EC.5.4. 99).

EC.5.5 Intramolekulārās liāzes

Tie katalizē grupas, kas ir molekulas daļa, "likvidēšanu", bet kas nav ar to kovalenti saistīta.

EC.5.6 Izomerāzes, kas maina makromolekulāro konformāciju

Tās var darboties, mainot polipeptīdu (EC.5.6.1) vai nukleīnskābju (EC.5.6.2) konformāciju..

EC.5.99 Citas izomerāzes

Šī apakšklase apvieno fermentus, piemēram, tiocianāta izomerāzi un 2-hidroksimēn-2-karboksilāta izomerāzi.

Atsauces

  1. Adams, E. (1972). Aminoskābes racemāzes un epimimerāzes. The Enzymes, 6, 479-507.
  2. Boyce, S., & College, T. (2005). Enzīmu klasifikācija un nomenklatūra. Dzīvības zinātņu enciklopēdija, 1-11.
  3. Cai, C. Z., Han, L. Y., Ji, Z. L., un Chen, Y. Z. (2004). Enzīmu saimes klasifikācija, izmantojot atbalsta vektoru mašīnas. Olbaltumvielas: struktūra, funkcija un bioinformātika, 55, 66-76.
  4. Dugave, C., un Demange, L. (2003). Cis - organisko molekulu un biomolekulu trans-izomerizācija: ietekme un lietojumi. Chemical Reviews, 103, 2475-2532.
  5. Encyclopedia Britannica. (2018). Ielādēts 2019. gada 3. martā no britannica.com
  6. Freedman, R. B., Hirst, T. R., un Tuīte, M. F. (1994). Olbaltumvielu disulfīda izomerāze: tiltu veidošana olbaltumvielu locīšanai. TIBS, 19, 331-336.
  7. Murzin, A. (1996). Olbaltumvielu strukturālā klasifikācija: jauni superpertieši Aleksejs G Murzin. Olbaltumvielu strukturālā klasifikācija: New Superfamilies, 6, 386-394.
  8. Nelsons, D. L., un Cokss, M. M. (2009). Lehningera bioķīmijas principi. Omega izdevumi (5. izdevums).
  9. Starptautiskās bioķīmijas un molekulārās bioloģijas savienības nomenklatūras komiteja (NC-IUBMB). (2019). Izgūti no qmul.ac.uk
  10. Thoden, J. B., Frey, P. A. un Holden, H. M. (1996). UDP-galaktozes 4-epimerāzes NADH / UDP-glikozes abortīvā kompleksa molekulārā struktūra no Escherichia coli: ietekme uz katalītisko mehānismu. Biochemistry, 35, 5137-5144.