Transformační biologické procesy, funkce, názvosloví a podtřídy



transferázy jsou enzymy zodpovědné za přenos funkčních skupin substrátu, který působí jako donor k jinému, který působí jako receptor. Většina základních metabolických procesů pro život zahrnuje enzymy transferázy.

První pozorování reakcí katalyzovaných těmito enzymy bylo dokumentováno v roce 1953 Dr. R. K. Mortonem, který pozoroval přenos fosfátové skupiny z alkalické fosfatázy na p-galaktosidázu, která působila jako receptor pro fosfátovou skupinu..

Nomenklatura transferázových enzymů se obecně provádí podle povahy molekuly, která přijímá funkční skupinu v reakci, například: DNA-methyltransferáza, glutathion-transferáza, 1,4-a-glukan 6-a-glukosyltransferáza, mimo jiné.

Transferázy jsou enzymy s biotechnologickým významem, zejména v potravinářském a farmaceutickém průmyslu. Jejich geny mohou být modifikovány tak, aby splňovaly specifické aktivity v organismech, a tím přispívaly přímo ke zdraví spotřebitelů nad rámec nutričního přínosu.

Prebiotická léčiva pro střevní flóru jsou bohatá na transferázy, protože se podílejí na tvorbě sacharidů, které podporují růst a vývoj prospěšných mikroorganismů ve střevě..

Nedostatky, strukturální poškození a přerušení v procesech katalyzovaných transferázami způsobují akumulaci produktů uvnitř buňky, což je důvod, proč jsou s těmito enzymy spojena řada různých onemocnění a patologií..

Porucha transferáz způsobuje mimo jiné onemocnění jako je galaktosémie, Alzheimerova choroba, Huntingtonova choroba.

Index

  • 1 Biologické procesy, kterých se účastní
  • 2 Funkce
  • 3 Nomenklatura
  • 4 Podtřídy
    • 4.1 EC.2.1 Přenosové skupiny atomu uhlíku
    • 4.2 EC.2.2 Přenést aldehydové nebo ketonové skupiny
    • 4.3 EC.2.3 Acyltransferázy
    • 4.4 EC.2.4 Glykosyltransferázy
    • 4.5 EC.2.5 Přenos alkylových nebo arylových skupin, kromě methylových skupin
    • 4.6 EC.2.6 Přenos dusíkatých skupin
    • 4.7 EC.2.7 Přenos skupin obsahujících fosfátové skupiny
    • 4.8 EC.2.8 Přenos skupin obsahujících síru
    • 4.9 EC.2.9 Přemístit skupiny obsahující selen
    • 4.10 EC.2.10 Přenosové skupiny obsahující buď molybden nebo wolfram
  • 5 Odkazy

Biologické procesy, kterých se účastní

Mezi velké množství metabolických procesů, ve kterých jsou zahrnuty transferázy, patří glykosidová biosyntéza a metabolismus cukrů obecně..

Enzym glucotransferáza je zodpovědný za konjugaci antigenů A a B na povrchu červených krvinek. Tyto odchylky ve vazbě antigenů pocházejí z polymorfismu aminokyselin Pro234Ser původní struktury B-transferáz.

Glutathion-S-transferáza v játrech se podílí na detoxikaci jaterních buněk, pomáhá chránit je před reaktivními druhy kyslíku (ROS), volnými radikály a peroxidy vodíku, které se akumulují v buněčné cytoplazmě a jsou vysoce toxický.

Aspartátkarbamoyltransferáza katalyzuje biosyntézu pyrimidinů v metabolismu nukleotidů, základních složek nukleových kyselin a molekul s vysokou energií používaných v mnoha buněčných procesech (například ATP a GTP).

Transferázy se přímo podílejí na regulaci mnoha biologických procesů umlčováním epigenetickými mechanismy DNA sekvencemi, které kódují informace nezbytné pro syntézu buněčných prvků.

Histon acetyltransferázy acetylované konzervované lysinové zbytky v histonech přenosem acetylové skupiny z acetyl-CoA molekuly. Tato acetylace stimuluje aktivaci transkripce spojenou s vývojem nebo relaxací euchromatinu.

Fosfotransferázy katalyzují přenos fosfátových skupin v pravděpodobně všech buněčných metabolických kontextech. Má významnou úlohu v fosforylaci sacharidů.

Aminotransferázy katalyzují reverzibilní přenos aminoskupin z aminokyselin na oxacidy, což je jedna z mnoha transformací aminokyselin zprostředkovaných enzymy závislými na vitaminu B6..

Funkce

Transferázy katalyzují pohyb chemických skupin splňujících níže uvedenou reakci. V následující rovnici písmeno "X" představuje donorovou molekulu funkční skupiny "Y" a "Z" působí jako akceptor.

X-Y + Z = X + Y-Z

Jedná se o enzymy se silnými elektronegativními a nukleofilními prvky v jejich složení; tyto elementy jsou zodpovědné za přenosovou kapacitu enzymu.

Skupiny mobilizované transferázami jsou obecně aldehydové a ketonové zbytky, acylové, glukosylové, alkylové, dusíkaté a dusíkem bohaté skupiny, fosfor, skupiny obsahující síru..

Nomenklatura

Klasifikace transferáz se řídí obecnými pravidly pro klasifikaci enzymů navrženou Enzymovou komisí v roce 1961. Podle výboru obdrží každý enzym číselný kód pro klasifikaci enzymů..

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

Při klasifikaci transferáz první číslo představuje enzymatickou třídu, druhé číslo symbolizuje typ skupiny, kterou přenáší, a třetí číslo označuje substrát, na kterém působí..

Nomenklatura třídy transferáz je EC.2. To má deset podtříd, tak enzymy jsou nalezené s kódem od EC.2.1 až do EC.2.10.  Každá denotace podtřídy se provádí hlavně podle typové skupiny, která enzym přenáší.

Podtřídy

Deset tříd enzymů v rámci rodiny transferáz je:

EC.2.1 Přenosové skupiny atomu uhlíku

Přenášejí skupiny, které obsahují jeden uhlík. Methyltransferáza například přenáší methylovou skupinu (CH3) na dusíkaté báze DNA. Enzymy v této skupině přímo regulují translaci genů.

EC.2.2 Přenést aldehydové nebo ketonové skupiny

Mobilizují aldehydové skupiny a ketonové skupiny mající sacharidy jako receptorové skupiny. Karbamyltransferáza představuje mechanismus regulace a syntézy pyrimidinů.

EC.2.3 Acyltransferázy

Tyto enzymy přenášejí acylové skupiny na deriváty aminokyselin. Peptidyltransferáza provádí esenciální tvorbu peptidových vazeb mezi sousedními aminokyselinami během translačního procesu.

EC.2.4 Glykosyltransferázy

Katalyzují tvorbu glykosidických vazeb pomocí fosfátových cukerných skupin jako donorových skupin. Všechny živé bytosti představují sekvence DNA pro glykosyltransferázy, protože se účastní syntézy glykolipidů a glykoproteinů..

EC.2.5 Přenos alkylových nebo arylových skupin, kromě methylových skupin

Například mobilizují alkylové nebo arylové skupiny (jiné než CH3) jako dimethylové skupiny. Mezi nimi je glutathion transferáza, která byla zmíněna výše.

EC.2.6 Přenos dusíkatých skupin

Enzymy této třídy přenášejí dusíkaté skupiny, jako je -NH2 a -NH. Mezi tyto enzymy patří aminotransferázy a transaminázy.

EC.2.7 Přenos skupin obsahujících fosfátové skupiny

Katalyzují fosforylaci substrátů. Obecně jsou substráty těchto fosforylací cukry a další enzymy. Fosfotransferázy transportují cukry do vnitřku buňky fosforylací současně.

EC.2.8 Přenosové skupiny obsahující síru

Jsou charakterizovány katalyzováním přenosu skupin obsahujících síru v jejich struktuře. Koenzym Transferáza patří do této podtřídy.

EC.2.9 Přemístit skupiny obsahující selen

Jsou běžně známé jako seleniotransferázy. Ty mobilizují skupiny L-seryl až do přenosu RNA.

EC.2.10 Převodové skupiny obsahující buď molybden nebo wolfram

Transferázy této skupiny mobilizují skupiny obsahující molybden nebo wolfram na molekuly, které mají sulfidové skupiny jako akceptory.

Odkazy

  1. Alfaro, J.A., Zheng, R.B., Persson, M., Letts, J.A., Polakowski, R., Bai, Y., ... & Evans, S.V. (2008). Glykosyltransferázy krevních skupin ABO (H) rozpoznávají substrát prostřednictvím specifických konformačních změn. Journal of Biological Chemistry, 283 (15), 10097-10108.
  2. Aranda Moratalla, J. (2015). Výpočtová studie DNA-Methyltransferáz. Analýza epigenetického mechanismu methylace DNA (Thesis-Doctoral, University of Valencia-Spain).
  3. Armstrong, R. N. (1997). Struktura, katalytický mechanismus a evoluce glutathiontransferáz. Chemický výzkum v toxikologii, 10 (1), 2-18.
  4. Aznar Cano, E. (2014). Fágová studie "Helicobacter pylori" pomocí fenotypových a genotypových metod (disertační práce, Universidad Complutense de Madrid)
  5. Boyce, S., & Tipton, K. F. (2001). Klasifikace a názvosloví enzymů. eLS.
  6. Bresnick, E., & Mossé, H. (1966). Asparát karbamoyltransferázy z potkaních jater. 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). Konzervované zbytky Arg188 a Asp302 jsou kritické pro organizaci aktivního místa a katalýzu v glykosyltransferázách lidské krevní skupiny A a B ABO (H). Glycobiology, 28 (8), 624-636
  8. Grimes, W. J. (1970). Transferázy kyseliny sialové a hladiny kyseliny sialové v normálních a transformovaných buňkách. Biochemistry, 9 (26), 5083-5092.
  9. Grimes, W. J. (1970). Transferázy kyseliny sialové a hladiny kyseliny sialové v normálních a transformovaných buňkách. Biochemistry, 9 (26), 5083-5092.
  10. Hayes, J. D., Flanagan, J. U., & Jowsey, I. R. (2005). Glutathiontransferázy. Annu. Pharmacol. Toxicol., 45, 51-88.
  11. Hersh, L. B., & Jencks, W. P. (1967). Koenzym A Kinetika transferázy a výměnné reakce. Journal of Biological Chemistry, 242 (15), 3468-3480
  12. Jencks, W. P. (1973). 11 Koenzym A Transferázy. V enzymech (svazek 9, str. 483 až 496). Akademická tisková zpráva.
  13. Lairson, L. L., Henrissat, B., Davies, G. J., & Withers, S.G. (2008). Glykosyltransferázy: struktury, funkce a mechanismy. Roční přehled biochemie, 77
  14. Lairson, L. L., Henrissat, B., Davies, G. J., & Withers, S.G. (2008). Glykosyltransferázy: struktury, funkce a mechanismy. Roční přehled biochemie, 77.
  15. Lambalot, R. H., Gehring, A. M., Flugel, R. S., Zuber, P., LaCelle, M., Marahiel, M.A., ... & Walsh, C. T. (1996). Nový enzym superfamily fosfopantetinyl transferázy. Chemie a biologie, 3 (11), 923-936
  16. Mallard, C., Tolcos, M., Leditschke, J., Campbell, P., & Rees, S. (1999). Snížení imunoreaktivity cholin acetyltransferázy, ale nikoli imunoreaktivity muskarin-m2 receptoru v mozkovém kmeni dětí s SIDS. Časopis neuropatologie a experimentální neurologie, 58 (3), 255-264
  17. Mannervik, B. (1985). Izoenzymy glutathiontransferázy. Pokroky v enzymologii a příbuzných oblastech molekulární biologie, 57, 357-417
  18. MEHTA, P. K., HALE, T. I., & CHRISTEN, P. (1993). Aminotransferázy: demonstrace homologie a rozdělení do evolučních podskupin. European Journal of Biochemistry, 214 (2), 549-561
  19. Monro, R.E., Staehelin, T., Celma, M.L., & Vazquez, D. (1969, leden). Peptidová transferázová aktivita ribozomů. V sympóziích Cold Spring Harbor o kvantitativní biologii (Vol. 34, str. 357-368). Cold Spring Harbor Laboratory Press.
  20. Montes, C. P. (2014). Enzymy v potravinách? Biochemie jedlých. University Journal UNAM, 15, 12.
  21. Morton, R. K. (1953). Transferázová aktivita hydrolytických enzymů. Nature, 172 (4367), 65.
  22. Negishi, M., Pedersen, L.G., Petrotchenko, E., Shevtsov, S., Gorokhov, A., Kakuta, Y., & Pedersen, L.C. (2001). Struktura a funkce sulfotransferáz. Archivy biochemie a biofyziky, 390 (2), 149-157
  23. Výbor pro nomenklaturu Mezinárodní unie biochemie a molekulární biologie (NC-IUBMB). (2019). Zdroj: qmul.ac.uk
  24. Rej, R. (1989). Aminotransferázy v nemoci. Kliniky v laboratorní medicíně, 9 (4), 667-687.
  25. Xu, D., Song, D., Pedersen, L.C., & Liu, J. (2007). Mutační studie 2-O-sulfotransferázy heparansulfátu a 2-O-sulfotransferázy chondroitin sulfátu. Journal of Biological Chemistry, 282 (11), 8356-8367