Transferāzes bioloģiskie procesi, funkcijas, nomenklatūra un apakšklases



The transferāzes ir fermenti, kas ir atbildīgi par substrāta funkcionālo grupu pārnešanu, kas darbojas kā donors citam, kas darbojas kā receptors. Lielākā daļa būtisko vielmaiņas procesu dzīvē ietver transferāzes fermentus.

Pirmais šo fermentu katalizēto reakciju novērojums tika dokumentēts 1953. gadā Dr. R. K. Morton, kurš novēroja fosfātu grupas pārnesi no sārmainās fosfatāzes uz β-galaktozidāzi, kas darbojās kā fosfātu grupas receptors..

Transferāzes enzīmu nomenklatūra parasti tiek veikta saskaņā ar molekulas raksturu, kas pieņem funkcionālo grupu reakcijā, piemēram: DNS-metiltransferāze, glutationa-transferāze, 1,4-α-glikāna 6-α-glikoziltransferāze, \ t cita starpā.

Transferāzes ir fermenti ar biotehnoloģisku nozīmi, jo īpaši pārtikas un narkotiku nozarē. To gēnus var modificēt, lai izpildītu specifiskas aktivitātes organismos, tādējādi tieši veicinot patērētāju veselību, pārsniedzot uzturvērtību.

Zarnu floras prebiotiskie medikamenti ir bagāti ar transferāzi, jo tie piedalās ogļhidrātu veidošanā, kas veicina labvēlīgu mikroorganismu augšanu un attīstību zarnās..

Pārvadājumu katalizēto procesu trūkumi, strukturālie bojājumi un pārtraukumi izraisa produktu uzkrāšanos šūnā, tāpēc daudzas dažādas slimības un patoloģijas ir saistītas ar šādiem fermentiem..

Transferāžu darbības traucējumi cita starpā izraisa tādas slimības kā galaktozēmija, Alcheimera slimība, Huntingtona slimība.

Indekss

  • 1 Bioloģiskie procesi, kuros tie piedalās
  • 2 Funkcijas
  • 3 Nomenklatūra
  • 4 Apakšklases
    • 4.1 EC.2.1 Oglekļa atoma grupu pārnešana
    • 4.2. EC.2.2. Aldehīda vai ketona grupu pārvietošana
    • 4.3. EC.2.3 Aciltransferāzes
    • 4.4. EC.2.4. Glikoziltransferāzes
    • 4.5. EC.2.5 Pārnes alkilgrupas vai arilgrupas, izņemot metilgrupas
    • 4.6 EC.2.6 Pārnesiet slāpekļa grupas
    • 4.7. EC.2.7 Pārnes grupas, kas satur fosfātu grupas
    • 4.8. EC.2.8 Pārsūtīt grupas, kas satur sēru
    • 4.9 EC.2.9 Pārnes grupas, kas satur selēnu
    • 4.10 EC.2.10 Pārneses grupas, kas satur vai nu molibdēnu, vai volframu
  • 5 Atsauces

Bioloģiskie procesi, kuros tie piedalās

Starp lielo metabolisko procesu skaitu, kuros ir iesaistītas transferāzes, ir glikozīdu biosintēze un cukuru metabolisms kopumā..

Glikotransferāzes enzīms ir atbildīgs par antigēnu A un B konjugāciju uz sarkano asins šūnu virsmas. Šīs atšķirības antigēnu saistīšanā rodas no Pro234Ser aminoskābju polimorfisma B-transferāžu sākotnējā struktūrā..

Glutation-S-transferāze aknās piedalās aknu šūnu detoksikācijā, palīdzot aizsargāt viņus no reaktīvām skābekļa sugām (ROS), brīvajiem radikāļiem un ūdeņraža peroksīdiem, kas uzkrājas šūnu citoplazmā un ir ļoti toksisks.

Aspartāta karbamoil-transferāze katalizē pirimidīnu biosintēzi nukleotīdu metabolismā, nukleīnskābju pamatkomponentos un lielās enerģijas molekulās, ko izmanto vairākos šūnu procesos (piemēram, ATP un GTP)..

Transferāzes tieši piedalās daudzu bioloģisko procesu regulēšanā, ar epigenetiskiem mehānismiem klusējot DNS sekvences, kas kodē šūnu elementu sintēzei nepieciešamo informāciju..

Histonu acetiltransferāzes acetilē konservētos lizīna atlikumus histonos, pārnesot acetilgrupu no acetil-CoA molekulas. Šī acetilācija stimulē transkripcijas aktivāciju, kas saistīta ar euchromatīna attīstību vai relaksāciju.

Fosfotransferāzes katalizē fosfātu grupu pārnešanu, iespējams, visos šūnu vielmaiņas kontekstos. Tam ir svarīga loma ogļhidrātu fosforilācijā.

Aminotransferāzes katalizē aminoskābju atgriezenisku pāreju no aminoskābēm uz skābēm, kas ir viena no daudzajām aminoskābju transformācijām, ko izraisa no B6 vitamīna atkarīgiem enzīmiem..

Funkcijas

Transferāzes katalizē ķīmisko grupu kustību, kas atbilst tālāk norādītajai reakcijai. Nākamajā vienādojumā burts "X" ir funkcionālās grupas "Y" un "Z" donora molekula, kas darbojas kā akceptētājs.

X-Y + Z = X + Y-Z

Tie ir fermenti ar spēcīgiem elektronegatīviem un nukleofiliem elementiem to sastāvā; šie elementi ir atbildīgi par fermenta pārneses jaudu.

Grupas, ko mobilizē transferāzes, parasti ir aldehīda un ketona atlikumi, acilgrupa, glikozilgrupa, alkilgrupa, slāpekļa un slāpekļa grupas, fosfors, sēra saturošās grupas..

Nomenklatūra

Transferāžu klasifikācija atbilst enzīmu komisijas 1961. gadā ierosinātajiem enzīmu klasifikācijas vispārīgajiem noteikumiem. Komiteja uzskata, ka katrs enzīms saņem klasifikācijas kodu..

Numuru kods kodā norāda katras klasifikācijas sadaļas vai kategorijas, un pirms skaitļiem ir burti "EK"..

Klasificējot transferāzes, pirmais skaitlis apzīmē enzīmu klasi, otrais skaitlis simbolizē grupas, ko tie nodod, un trešais numurs attiecas uz substrātu, uz kuru tie darbojas.

Transferāžu klases nomenklatūra ir EC.2. Tajā ir desmit apakšklases, tāpēc fermenti tiek atrasti ar kodu EC.2.1 līdz EC.2.10.  Katra apakšklases apzīmējums galvenokārt tiek veikts pēc tipa grupas, kas pārnes fermentu.

Apakšklases

Desmit klases fermentu grupas ietvaros ir šādas:

EC.2.1 Oglekļa atoma grupu pārnešana

Tās nodod grupas, kas ietver vienu oglekli. Piemēram, metiltransferāze pārnes metilgrupu (CH3) uz DNS slāpekļa bāzēm. Šajā grupā fermenti tieši regulē gēnu translāciju.

EC.2.2. Aldehīda vai ketona grupu pārvietošana

Viņi mobilizē aldehīda grupas un ketona grupas, kas satur saharīdus kā receptoru grupas. Karbamiltransferāze ir pirimidīnu regulēšanas un sintēzes mehānisms.

EC.2.3. Aciltransferāzes

Šie fermenti pārnes acilgrupas uz aminoskābju atvasinājumiem. Peptidiltransferāze veic būtisku peptīdu saikņu veidošanos starp blakus esošajām aminoskābēm tulkošanas procesā.

EC.2.4. Glikoziltransferāzes

Tie katalizē glikozīdu saites veidošanos, izmantojot donora grupas kā fosfātu cukura grupas. Visām dzīvajām būtnēm ir DNS sekvences glikoziltransferāzēm, jo ​​tās piedalās glikolipīdu un glikoproteīnu sintēzes procesā..

EC.2.5 Pārvieto alkilgrupas vai arilgrupas, izņemot metilgrupas

Piemēram, tie mobilizē alkilgrupas vai arilgrupas (izņemot CH3) kā dimetilgrupas. Starp tiem ir iepriekš minētais glutationa transferāze.

EC.2.6 Pārnes slāpekļa grupas

Šīs klases fermenti pārnes slāpekļa grupas, piemēram, -NH2 un -NH. Šo fermentu vidū ir aminotransferāzes un transamināzes.

EC.2.7 Pārnes grupas, kas satur fosfātu grupas

Tie katalizē substrātu fosforilāciju. Parasti šo fosforilāciju substrāti ir cukuri un citi fermenti. Fosfotransferāzes transportē cukurus šūnu interjerā, fosforilējot tos vienlaicīgi.

EC.2.8 Pārnes grupas, kas satur sēru

Tās raksturo katalizējot sēra saturošu grupu pārnesi to struktūrā. Koenzīms A transferāze pieder šai apakšgrupai.

EC.2.9 Pārnes grupas, kas satur selēnu

Tās parasti pazīst kā seleniotransferāzes. Tie mobilizē L-seryl grupas līdz RNS pārnešanai.

EC.2.10 Pārvietošanas grupas, kas satur molibdēnu vai volframu

Šīs grupas transferāzes mobilizē grupas, kas satur molibdēnu vai volframu, uz molekulām, kurām ir sulfīdu grupas kā akceptori.

Atsauces

  1. Alfaro, J. A., Zheng, R.B., Persson, M., Letts, J. A., Polakowski, R., Bai, Y., ... & Evans, S.V. (2008). ABO (H) A un B grupas glikoziltransferāzes atpazīst substrātu, izmantojot specifiskas konformācijas izmaiņas. Journal of Biological Chemistry, 283 (15), 10097-10108.
  2. Aranda Moratalla, J. (2015). DNS-metiltransferāžu aprēķins. DNS metilēšanas epigenetiskā mehānisma analīze (promocijas darbs, Valensijas Universitāte, Spānija).
  3. Armstrong, R. N. (1997). Glutationa transferāžu struktūra, katalītiskais mehānisms un attīstība. Ķīmiskie pētījumi toksikoloģijā, 10 (1), 2-18.
  4. Aznar Cano, E. (2014). "Helicobacter pylori" fāžu pētījums ar fenotipiskām un genotipiskām metodēm (doktora disertācija, Universidad Complutense de Madrid)
  5. Boyce, S., un Tiptona, K. F. (2001). Fermentu klasifikācija un nomenklatūra. eLS.
  6. Bresnick, E., un Mossé, H. (1966). Aspartāta karbamoiltransferāze no žurku aknām. Biochemical Journal, 101 (1), 63.
  7. Gagnons, S.M., Leggs, M.S., Polakovskis, R., Letss, J.A., Perssons, M., Lin, S., ... & Borisova, S. N. (2018). Konservētās atliekas Arg188 un Asp302 ir būtiskas aktīvās vietas organizācijai un katalīzei cilvēka ABO (H) asinsgrupu A un B glikoziltransferāzēs. Glycobiology, 28 (8), 624-636
  8. Grimes, W. J. (1970). Sialskābes transferāzes un sialskābes līmenis normālās un transformētās šūnās. Biochemistry, 9 (26), 5083-5092.
  9. Grimes, W. J. (1970). Sialskābes transferāzes un sialskābes līmenis normālās un transformētās šūnās. Biochemistry, 9 (26), 5083-5092.
  10. Hayes, J. D., Flanagan, J. U. & Jowsey, I. R. (2005). Glutationa transferāzes. Annu. Pharmacol. Toxicol., 45, 51-88.
  11. Hersh, L. B., un Jencks, W. P. (1967). Koenzīms A Transferāzes kinētika un apmaiņas reakcijas. Journal of Biological Chemistry, 242 (15), 3468-3480
  12. Jencks, W. P. (1973). 11 Koenzīms A Transferāzes. In The enzymes (Vol. 9, 483-496. Lpp.). Academic Press.
  13. Lairson, L. L., Henrissat, B., Davies, G.J. & Withers, S.G. (2008). Glikoziltransferāzes: struktūras, funkcijas un mehānismi. Bioķīmijas gada pārskats, 77
  14. Lairson, L. L., Henrissat, B., Davies, G.J. & Withers, S.G. (2008). Glikoziltransferāzes: struktūras, funkcijas un mehānismi. Bioķīmijas gada pārskats, 77.
  15. Lambalot, R. H., Gehring, A.M., Flugel, R.S., Zuber, P., LaCelle, M., Marahiel, M.A., ... & Walsh, C. T. (1996). Jauns enzīmu fosfopantetilēna transferāzes. Ķīmija un bioloģija, 3 (11), 923-936
  16. Mallard, C., Tolcos, M., Leditschke, J., Campbell, P., &, Rees, S., (1999). SIDS zīdaiņu smadzeņu stadijā samazina holīnacetiltransferāzes imūnoreaktivitāti, bet ne muskuļu-m2 receptoru imunoreaktivitāti. Neiropatoloģijas un eksperimentālās neiroloģijas žurnāls, 58 (3), 255-264
  17. Mannervik, B. (1985). Glutationa transferāzes izoenzīmi. Attīstība enzimoloģijā un ar to saistītās molekulārās bioloģijas jomās, 57, 357-417
  18. MEHTA, P. K., HALE, T. I., un CHRISTEN, P. (1993). Aminotransferāzes: homoloģijas demonstrēšana un sadalīšanās evolūcijas apakšgrupās. European Journal of Biochemistry, 214 (2), 549-561
  19. Monro, R.E., Staehelin, T., Celma, M.L., & Vazquez, D. (1969, janvāris). Ribosomu peptidila transferāzes aktivitāte. Cold Spring Harbor simpozijos par kvantitatīvo bioloģiju (Vol. 34, pp. 357-368). Cold Spring Harbor Laboratory Press.
  20. Montes, C. P. (2014). Fermenti pārtikā? Ēdienu bioķīmija. Universitātes žurnāls UNAM, 15, 12.
  21. Morton, R. K. (1953). Hidrolītisko fermentu pārneses aktivitāte. Nature, 172 (4367), 65. lpp.
  22. Negishi, M., Pedersen, L.G., Petrotčenko, E., Ševtsovs, S., Gorokovs, A., Kakuta, Y. & Pedersen, L.C. Sulfotransferāžu struktūra un funkcija. Bioķīmijas un biofizikas arhīvs, 390 (2), 149-157
  23. Starptautiskās bioķīmijas un molekulārās bioloģijas savienības nomenklatūras komiteja (NC-IUBMB). (2019). Izgūti no qmul.ac.uk
  24. Rej, R. (1989). Aminotransferāzes slimībā. Klīnikas laboratorijas medicīnā, 9 (4), 667-687.
  25. Xu, D., Song, D., Pedersen, L.C. & Liu, J. (2007). Heparāna sulfāta 2-O-sulfotransferāzes un hondroitīna sulfāta 2-O-sulfotransferāzes mutācijas pētījums. Journal of Biological Chemistry, 282 (11), 8356-8367