Transferázové biologické procesy, funkcie, názvoslovie a podtriedy



transferázy sú enzýmy zodpovedné za prenos funkčných skupín substrátu, ktorý pôsobí ako donor inému, ktorý pôsobí ako receptor. Väčšina esenciálnych metabolických procesov pre život zahŕňa enzýmy transferázy.

Prvé pozorovanie reakcií katalyzovaných týmito enzýmami bolo dokumentované v roku 1953 Dr. R. K. Mortonom, ktorý pozoroval prenos fosfátovej skupiny z alkalickej fosfatázy na p-galaktozidázu, ktorá pôsobila ako receptor pre fosfátovú skupinu..

Nomenklatúra enzýmov transferázy sa všeobecne uskutočňuje podľa povahy molekuly, ktorá prijíma funkčnú skupinu v reakcii, napríklad: DNA-metyltransferáza, glutatión-transferáza, 1,4-a-glukán 6-a-glukozyltransferáza, medzi inými.

Transferázy sú enzýmy s biotechnologickým významom, najmä v potravinárskom a farmaceutickom priemysle. Ich gény môžu byť modifikované tak, aby spĺňali špecifické aktivity v organizmoch, čím priamo prispievajú k zdraviu spotrebiteľov, čo je mimo nutričného prínosu.

Prebiotiká pre črevnú flóru sú bohaté na transferázy, pretože sa podieľajú na tvorbe sacharidov, ktoré podporujú rast a vývoj prospešných mikroorganizmov v čreve..

Nedostatky, štrukturálne poškodenia a prerušenia v procesoch katalyzovaných transferázami spôsobujú akumuláciu produktov vo vnútri bunky, čo je dôvod, prečo sa s týmito enzýmami spája mnoho rôznych chorôb a patológií..

Porucha transferáz spôsobuje okrem iného ochorenia ako galaktozémia, Alzheimerova choroba, Huntingtonova choroba.

index

  • 1 Biologické procesy, na ktorých sa zúčastňujú
  • 2 Funkcie
  • 3 Nomenklatúra
  • 4 Podtriedy
    • 4.1 EC.2.1 Prenosové skupiny atómu uhlíka
    • 4.2 EC.2.2 Preniesť aldehydové alebo ketónové skupiny
    • 4.3 EC.2.3 Acyltransferázy
    • 4.4 EC.2.4 Glykozyltransferázy
    • 4.5 EC.2.5 Okrem metylových skupín preniesť alkylové alebo arylové skupiny
    • 4.6 EC.2.6 Prenos dusíkatých skupín
    • 4.7 EC.2.7 Prenos skupín obsahujúcich fosfátové skupiny
    • 4.8 EC.2.8 Prenosové skupiny obsahujúce síru
    • 4.9 EC.2.9 Preniesť skupiny obsahujúce selén
    • 4.10 EC.2.10 Prenosové skupiny obsahujúce buď molybdén alebo volfrám
  • 5 Referencie

Biologické procesy, na ktorých sa zúčastňujú

Medzi veľké množstvo metabolických procesov, v ktorých sú zahrnuté transferázy, patrí glykozidová biosyntéza a metabolizmus cukrov všeobecne..

Enzým glukotransferáza je zodpovedný za konjugáciu antigénov A a B na povrchu červených krviniek. Tieto zmeny vo väzbe antigénov pochádzajú z polymorfizmu aminokyselín Pro234Ser pôvodnej štruktúry B-transferáz.

Glutatión-S-transferáza v pečeni sa podieľa na detoxikácii pečeňových buniek, pomáha ich chrániť pred reaktívnymi kyslíkovými druhmi (ROS), voľnými radikálmi a peroxidmi vodíka, ktoré sa akumulujú v bunkovej cytoplazme a sú vysoko toxický.

Aspartátkarbamoyltransferáza katalyzuje biosyntézu pyrimidínov v metabolizme nukleotidov, základných zložiek nukleových kyselín a molekúl s vysokou energiou používaných vo viacerých bunkových procesoch (napríklad ATP a GTP)..

Transferázy sa priamo podieľajú na regulácii mnohých biologických procesov umlčaním epigenetickými mechanizmami DNA sekvencií, ktoré kódujú informácie potrebné na syntézu bunkových elementov..

Histón acetyltransferázy acetylované konzervované lyzínové zvyšky v histónoch prenesením acetylovej skupiny z acetyl-CoA molekuly. Táto acetylácia stimuluje aktiváciu transkripcie spojenej s vývojom alebo relaxáciou euchromatínu.

Fosfotransferázy katalyzujú prenos fosfátových skupín pravdepodobne vo všetkých bunkových metabolických kontextoch. Má dôležitú úlohu pri fosforylácii sacharidov.

Aminotransferázy katalyzujú reverzibilný transfer aminoskupín z aminokyselín na oxacidy, jednu z mnohých transformácií aminokyselín sprostredkovaných enzýmami závislými od vitamínu B6..

funkcie

Transferázy katalyzujú pohyb chemických skupín, ktoré spĺňajú uvedenú reakciu. V nasledujúcej rovnici písmeno "X" predstavuje donorovú molekulu funkčnej skupiny "Y" a "Z" pôsobí ako akceptor.

X-Y + Z = X + Y-Z

Sú to enzýmy so silnými elektronegatívnymi a nukleofilnými prvkami v ich zložení; tieto elementy sú zodpovedné za prenosovú kapacitu enzýmu.

Skupiny mobilizované transferázami sú všeobecne aldehydové a ketónové zvyšky, acylové, glukozylové, alkylové, dusíkaté a dusíkom bohaté skupiny, fosfor, skupiny obsahujúce síru..

názvoslovie

Klasifikácia transferáz sa riadi všeobecnými pravidlami klasifikácie enzýmov navrhnutými Enzymovou komisiou v roku 1961. Podľa výboru dostane každý enzým číselný kód pre svoju klasifikáciu..

Umiestnenie čísel v kóde označuje každú z divízií alebo kategórií v klasifikácii a pred týmito číslami sú písmená "ES"..

Pri klasifikácii transferáz predstavuje prvé číslo enzymatickú triedu, druhé číslo označuje typ skupiny, ktorú prenášajú a tretie číslo označuje substrát, na ktorom pôsobia..

Nomenklatúra triedy transferáz je EC.2. Má desať podtried, takže enzýmy sú s kódom Eq.2.1 až do EC.2.10.  Každá denotácia podtriedy sa vykonáva hlavne podľa typu skupiny, ktorá prenáša enzým.

podtriedy

Desať tried enzýmov v rámci rodiny transferáz je:

EC.2.1 Prenosové skupiny atómu uhlíka

Prenášajú skupiny, ktoré obsahujú jeden uhlík. Methyltransferáza napríklad prenáša metylovú skupinu (CH3) na dusíkaté bázy DNA. Enzýmy v tejto skupine priamo regulujú transláciu génov.

EC.2.2 Preniesť aldehydové alebo ketónové skupiny

Mobilizujú aldehydové skupiny a ketónové skupiny, ktoré majú sacharidové skupiny ako receptorové skupiny. Karbamyltransferáza predstavuje mechanizmus regulácie a syntézy pyrimidínov.

EC.2.3 Acyltransferázy

Tieto enzýmy prenášajú acylové skupiny na deriváty aminokyselín. Peptidyltransferáza vykonáva esenciálnu tvorbu peptidových väzieb medzi susednými aminokyselinami počas translačného procesu.

EC.2.4 Glykozyltransferázy

Katalyzujú tvorbu glykozidových väzieb pomocou fosfátových cukorných skupín ako donorových skupín. Všetky živé bytosti predstavujú sekvencie DNA pre glykozyltransferázy, pretože sa podieľajú na syntéze glykolipidov a glykoproteínov..

EC.2.5 Prenos alkylových alebo arylových skupín, okrem metylových skupín

Napríklad mobilizujú alkylové alebo arylové skupiny (iné ako CH3) ako dimetylové skupiny. Medzi nimi je glutatión transferáza, ktorá bola spomenutá vyššie.

EC.2.6 Prenos dusíkatých skupín

Enzýmy tejto triedy prenášajú dusíkaté skupiny, ako je -NH2 a -NH. Medzi týmito enzýmami sú aminotransferázy a transaminázy.

EC.2.7 Preniesť skupiny obsahujúce fosfátové skupiny

Katalyzujú fosforyláciu substrátov. Všeobecne sú substrátmi týchto fosforylácií cukry a iné enzýmy. Fosfotransferázy transportujú cukry do vnútra bunky ich fosforyláciou súčasne.

EC.2.8 Prenosové skupiny obsahujúce síru

Vyznačujú sa katalyzáciou prenosu skupín obsahujúcich síru v ich štruktúre. Koenzým Transferáza patrí do tejto podtriedy.

EC.2.9 Preniesť skupiny obsahujúce selén

Sú bežne známe ako seleniotransferázy. Tieto mobilizujú skupiny L-seryl až do prenosu RNA.

EC.2.10 Prevodové skupiny obsahujúce buď molybdén alebo volfrám

Transferázy tejto skupiny mobilizujú skupiny obsahujúce molybdén alebo volfrám na molekuly, ktoré majú sulfidové skupiny ako akceptory.

referencie

  1. Alfaro, J.A., Zheng, R.B., Persson, M., Letts, J.A., Polakowski, R., Bai, Y., ... & Evans, S.V. (2008). Glykozyltransferázy krvnej skupiny A a B ABO (H) rozpoznávajú substrát prostredníctvom špecifických konformačných zmien. Journal of Biological Chemistry, 283 (15), 10097-10108.
  2. Aranda Moratalla, J. (2015). Výpočtová štúdia DNA-metyltransferáz. Analýza epigenetického mechanizmu metylácie DNA (Thesis-Doctoral, University of Valencia-Spain).
  3. Armstrong, R. N. (1997). Štruktúra, katalytický mechanizmus a evolúcia glutatión transferáz. Chemický výskum v toxikológii, 10 (1), 2-18.
  4. Aznar Cano, E. (2014). Fágová štúdia "Helicobacter pylori" fenotypovými a genotypovými metódami (dizertačná práca, Universidad Complutense de Madrid)
  5. Boyce, S., & Tipton, K. F. (2001). Klasifikácia a názvoslovie enzýmov. Els.
  6. Bresnick, E., & Mossé, H. (1966). Asparát karbamoyltransferázy z pečene potkanov. 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 zvyšky Arg188 a Asp302 sú rozhodujúce pre organizáciu aktívneho miesta a katalýzu v glykozyltransferázach ľudskej ABO (H) krvnej skupiny A a B. Glycobiology, 28 (8), 624-636
  8. Grimes, W. J. (1970). Transferázy kyseliny sialovej a hladiny kyseliny sialovej v normálnych a transformovaných bunkách. Biochemistry, 9 (26), 5083-5092.
  9. Grimes, W. J. (1970). Transferázy kyseliny sialovej a hladiny kyseliny sialovej v normálnych a transformovaných bunkách. Biochemistry, 9 (26), 5083-5092.
  10. Hayes, J. D., Flanagan, J. U., & Jowsey, I. R. (2005). Glutatión transferázy. Annu. Pharmacol. Toxicol., 45, 51-88.
  11. Hersh, L.B., & Jencks, W. P. (1967). Kinetika koenzýmu A Transferáza a výmenné reakcie. Journal of Biological Chemistry, 242 (15), 3468-3480
  12. Jencks, W. P. (1973). 11 Prenosázy koenzýmu A. V enzýmoch (zväzok 9, str. 483 až 496). Akademická tlač.
  13. Lairson, L. L., Henrissat, B., Davies, G. J., & Withers, S.G. (2008). Glykozyltransferázy: štruktúry, funkcie a mechanizmy. Ročný prehľad biochémie, 77
  14. Lairson, L. L., Henrissat, B., Davies, G. J., & Withers, S.G. (2008). Glykozyltransferázy: štruktúry, funkcie a mechanizmy. Ročný prehľad biochémie, 77.
  15. Lambalot, R. H., Gehring, A. M., Flugel, R. S., Zuber, P., LaCelle, M., Marahiel, M.A., ... & Walsh, C. T. (1996). Nový enzým superrodiny fosfopantetinyl transferázy. Chémia a biológia, 3 (11), 923-936
  16. Mallard, C., Tolcos, M., Leditschke, J., Campbell, P., & Rees, S. (1999). Zníženie imunoreaktivity cholín acetyltransferázy, ale nie imunoreaktivity receptora muskarín-m2 v mozgovom kmeni detí SIDS. Časopis neuropatológie a experimentálnej neurológie, 58 (3), 255-264
  17. Mannervik, B. (1985). Izoenzýmy glutatión transferázy. Pokroky v enzymológii a súvisiacich oblastiach molekulárnej biológie, 57, 357-417
  18. MEHTA, P. K., HALE, T. I., & CHRISTEN, P. (1993). Aminotransferázy: demonštrácia homológie a rozdelenie do evolučných podskupín. European Journal of Biochemistry, 214 (2), 549-561
  19. Monro, R.E., Staehelin, T., Celma, M.L., & Vazquez, D. (1969, január). Peptidová transferázová aktivita ribozómov. V sympóziách Cold Spring Harbor o kvantitatívnej biológii (Vol. 34, str. 357-368). Cold Spring Harbor Laboratory Press.
  20. Montes, C. P. (2014). Enzýmy v potravinách? Biochémia jedlých. University Journal UNAM, 15, 12.
  21. Morton, R.K. (1953). Transferázová aktivita hydrolytických enzýmov. Nature, 172 (4367), 65.
  22. Negishi, M., Pedersen, L.G., Petrotchenko, E., Shevtsov, S., Gorokhov, A., Kakuta, Y., & Pedersen, L.C. (2001). Štruktúra a funkcia sulfotransferáz. Archívy biochémie a biofyziky, 390 (2), 149-157
  23. Výbor pre nomenklatúru Medzinárodnej únie biochémie a molekulárnej biológie (NC-IUBMB). (2019). Zdroj: qmul.ac.uk
  24. Rej, R. (1989). Aminotransferázy pri chorobách. Kliniky v laboratórnej medicíne, 9 (4), 667-687.
  25. Xu, D., Song, D., Pedersen, L.C., & Liu, J. (2007). Mutačná štúdia 2-O-sulfotransferázy heparansulfátu a 2-O-sulfotransferázy chondroitín sulfátu. Journal of Biological Chemistry, 282 (11), 8356-8367