Izomerázy biologické procesy, funkce, názvosloví a podtřídy



izomerázy jedná se o třídu enzymů zapojených do strukturního nebo pozičního přeskupení izomerů a stereoizomerů různých molekul. Jsou přítomny prakticky ve všech buněčných organismech plnících funkce v různých kontextech.

Enzymy této třídy působí na jediný substrát, i když některé mohou být kovalentně asociovány s kofaktory, mezi jinými ióny. Obecnou reakci lze tedy vidět následovně:

X-Y → Y-X

Reakce katalyzované těmito enzymy znamenají vnitřní přeskupení vazeb, což může znamenat změny v poloze funkčních skupin, v poloze dvojných vazeb mezi uhlíky, mimo jiné, bez změn molekulárního vzorce substrátu..

Isomerázy vykonávají různé funkce v nejrůznějších biologických procesech, které zahrnují metabolické cesty, buněčné dělení, replikaci DNA, abychom jmenovali alespoň některé..

Izomerázy byly prvními enzymy, které se průmyslově používaly pro výrobu sirupů a jiných sladkých potravin, a to díky své schopnosti přeměnit izomery různých typů sacharidů..

Index

  • 1 Biologické procesy, kterých se účastní
  • 2 Funkce
  • 3 Nomenklatura
  • 4 Podtřídy
    • 4.1 EC.5.1 Racemázy a epimerázy
    • 4.2 EC.5.2 Cis-trans-izomerázy
    • 4.3 Intramolekulární izomerázy EC.5.3
    • 4.4 intramolekulární transferázy EC.5.4 (mutázy)
    • 4.5 EC.5.5 Intramolekulární lyasy
    • 4.6 EC.5.6 Isomerázy, které mění makromolekulární konformaci
    • 4.7 EC.5.99 Jiné izomerázy
  • 5 Odkazy

Biologické procesy, kterých se účastní

Isomerázy se účastní mnoha životně důležitých buněčných procesů. Mezi nejvýznamnější patří replikace a balení DNA, katalyzované topoizomerázami. Tyto události jsou klíčové pro replikaci nukleové kyseliny, jakož i pro její kondenzaci před buněčným dělením.

Glykolýza, jedna z centrálních metabolických drah v buňce, zahrnuje alespoň tři izomerní enzymy, jmenovitě: fosfoglukózovou izomerázu, triosefosfát izomerázu a fosfoglycerátovou mutázu..

Konverze UDP-galaktosy na UDP-glukózu v dráze katabolismu galaktózy se dosahuje působením epimerázy. U lidí je tento enzym známý jako UDP-glukóza 4-epimeráza.

Složení proteinů je základním procesem pro fungování mnoha enzymů v přírodě. Enzym protein-disulfidová izomeráza napomáhá skládání proteinů obsahujících disulfidové můstky modifikováním jejich polohy v molekulách, které používají jako substrát..

Funkce

Hlavní funkce enzymů patřících do třídy isomeráz může být považována za funkci transformace substrátu malou strukturální změnou, aby byla citlivější k dalšímu zpracování enzymy v metabolické dráze, například.

Příkladem izomerizace je změna fosfátové skupiny v poloze 3 na uhlík v poloze 2 3-fosfoglycerátu, aby se přeměnila na 2-fosfoglycerát, katalyzovaný enzymem fosfoglycerát mutáza v glykolytické dráze, která generuje vyšší energetickou sloučeninu který je funkčním substrátem enolázy.

Nomenklatura

Klasifikace izomeráz se řídí obecnými pravidly pro klasifikaci enzymů navrženou Enzymovou komisí v roce 1961, ve které každý enzym obdrží číselný kód pro klasifikaci enzymů..

Poloha čísel v uvedeném kódu označuje každou z divizí nebo kategorií v klasifikaci a těmto číslům předchází písmena "ES".

Pro izomerázy představuje první číslo enzymatickou třídu, druhá označuje typ izomerace, kterou provádí, a třetí substrát, na kterém působí..

Nomenklatura třídy isomerázy je EC.5. Má sedm podtříd, takže najdete enzymy s kódem EC.5.1 až EC.5.6. Existuje šestá "podtřída" izomeráz známých jako "jiné isomerázy", jejichž kód je EC.5.99, protože zahrnuje enzymy s různými funkcemi izomerázy.

Denotace podtříd se provádí hlavně podle typu izomerace, kterou tyto enzymy provádějí. Přesto mohou také přijímat názvy, jako jsou racemázy, epimerázy, cis-trans-izomerázy, izomerázy, tautomerázy, mutasy nebo cykloisomerázy..

Podtřídy

V rodině isomeráz existuje 7 tříd enzymů:

EC.5.1 Racemázy a epimerázy

Katalyzují tvorbu racemických směsí na základě polohy a-uhlíku. Mohou působit na aminokyseliny a deriváty (EC.5.1.1), na skupiny a deriváty hydroxykyselin (EC.5.1.2), na sacharidy a deriváty (EC.5.1.3) a další (EC.5.1.99).

EC.5.2 Cis-trans-Isomerázy

Katalyzují konverzi mezi cis a trans izomerními formami různých molekul.

EC.5.3 Intramolekulární izomerázy

Tyto enzymy jsou zodpovědné za izomerizaci vnitřních částí ve stejné molekule. Tam jsou někteří to vykonávat oxidoreduction reakce, kde elektron donor a akceptor je stejná molekula, tak oni nejsou klasifikovaní jako oxidoreductases \ t.

Mohou působit mezi konvertujícími aldózami a ketózami (EC.5.3.1), na keto- a enol- (EC.5.3.2) skupinách, přičemž mění pozici CC dvojných vazeb (EC.5.3.3), SS disulfidových vazeb ( EC.5.3.4) a další "oxidoreduktázy" (EC.5.3.99).

EC.5.4 intramolekulární transferázy (mutázy)

Tyto enzymy katalyzují změny polohy různých skupin ve stejné molekule. Jsou klasifikovány podle typu skupiny, která se pohybuje..

Existují fosfomonázy (EC.5.4.1), ty, které přenášejí aminoskupiny (EC.5.4.2), ty, které přenášejí hydroxylové skupiny (EC.5.4.3), a ty, které přenášejí jiné typy skupin (EC.5.4.). 99).

EC.5.5 Intramolekulární lyasy

Katalyzují "eliminaci" skupiny, která je součástí molekuly, ale není k ní kovalentně vázána.

EC.5.6 Isomerázy, které mění makromolekulární konformaci

Mohou působit změnou konformace polypeptidů (EC.5.6.1) nebo nukleových kyselin (EC.5.6.2)..

EC.5.99 Jiné izomerázy

Tato podtřída spojuje enzymy, jako je thiokyanát izomeráza a 2-hydroxymen-2-karboxylát izomeráza.

Odkazy

  1. Adams, E. (1972). Aminokyseliny Racemázy a epimerázy. The Enzymes, 6, 479-507.
  2. Boyce, S., & College, T. (2005). Klasifikace a nomenklatura enzymů. Encyklopedie věd o živé přírodě, 1-11.
  3. Cai, C. Z., Han, L. Y., Ji, Z. L., & Chen, Y. Z. (2004). Klasifikace rodiny enzymů pomocí podpůrných vektorových strojů. Proteiny: Struktura, Funkce a Bioinformatika, 55, 66-76.
  4. Dugave, C., & Demange, L. (2003). Cis - Trans isomerizace organických molekul a biomolekul: implikace a aplikace. Chemical Reviews, 103, 2475-2532.
  5. Encyklopedie Britannica. (2018). 3. března 2019, od britannica.com
  6. Freedman, R. B., Hirst, T. R., & Tuite, M. F. (1994). Proteinová disulfidová izomeráza: budování můstků při skládání proteinů. TIBS, 19, 331-336.
  7. Murzin, A. (1996). Strukturní klasifikace proteinů: nové superrodiny Alexey G Murzin. Strukturní klasifikace proteinů: New Superfamilies, 6, 386-394.
  8. Nelson, D. L., & Cox, M. M. (2009). Lehningerovy principy biochemie. Edice Omega (5. vydání).
  9. Výbor pro nomenklaturu Mezinárodní unie biochemie a molekulární biologie (NC-IUBMB). (2019). Zdroj: qmul.ac.uk
  10. Thoden, J. B., Frey, P. A., & Holden, H. M. (1996). Molekulární struktura NADH / UDP-glukózového abortivního komplexu UDP-galaktosy 4-Epimeráza z Escherichia coli: Důsledky pro katalytický mechanismus. Biochemistry, 35, 5137-5144.