Procesy, funkcje, nazewnictwo i podklasy transferaz

Plik transferazy są to enzymy odpowiedzialne za przenoszenie grup funkcyjnych z substratu, który działa jako dawca, na inny, który działa jako receptor. Większość procesów metabolicznych niezbędnych do życia obejmuje enzymy transferazy.

Pierwsza obserwacja reakcji katalizowanych przez te enzymy została udokumentowana w 1953 roku przez dr R. K. Mortona, który zaobserwował przeniesienie grupy fosforanowej z alkalicznej fosfatazy do β-galaktozydazy, która działała jako receptor dla grupy fosforanowej..

Nazewnictwo enzymów transferazy jest generalnie przeprowadzane zgodnie z naturą cząsteczki, która przyjmuje grupę funkcyjną w reakcji, na przykład: DNA-metylotransferaza, glutationotransferaza, 1,4-α-glukan 6-α-glukozylotransferaza, m.in.

Transferazy to enzymy o znaczeniu biotechnologicznym, zwłaszcza w przemyśle spożywczym i farmaceutycznym. Ich geny można modyfikować w celu wykonywania określonych czynności w organizmach, przyczyniając się w ten sposób bezpośrednio do zdrowia konsumentów, poza korzyściami odżywczymi..

Leki prebiotyczne dla flory jelitowej są bogate w transferazy, ponieważ biorą one udział w tworzeniu węglowodanów, które sprzyjają wzrostowi i rozwojowi pożytecznych mikroorganizmów w jelicie..

Niedobory, uszkodzenia strukturalne i przerwy w procesach katalizowanych przez transferazy powodują gromadzenie się produktów w komórce, dlatego z takimi enzymami wiąże się wiele różnych chorób i patologii.

Wadliwe działanie transferaz powoduje choroby, takie jak między innymi galaktozemia, choroba Alzheimera, Huntingtona.

Indeks artykułów

• 1 Procesy biologiczne, w których uczestniczą
• 2 Funkcje
• 3 Nazewnictwo
• 4 podklasy
  • 4.1 EC.2.1 Grupy przenoszące atom węgla
  • 4.2 EC.2.2 Przeniesienie grup aldehydowych lub ketonowych
  • 4.3 EC.2.3 Acylotransferazy
  • 4.4 EC.2.4 Glikozylotransferazy
  • 4.5 EC.2.5 Przenieś grupy alkilowe lub arylowe, oprócz grup metylowych
  • 4.6 EC.2.6 Przenieś grupy azotowe
  • 4.7 EC.2.7 Grupy transferowe zawierające grupy fosforanowe
  • 4.8 EC.2.8 Grupy transferowe zawierające siarkę
  • 4.9 EC.2.9 Grupy transferowe zawierające selen
  • 4.10 EC.2.10 Grupy przenoszące zawierające molibden lub wolfram
• 5 Referencje

Procesy biologiczne, w których uczestniczą

Wśród wielu procesów metabolicznych, w których uczestniczą transferazy, jest biosynteza glikozydów i ogólnie metabolizm cukrów..

Enzym glukotransferaza jest odpowiedzialny za koniugację antygenów A i B na powierzchni krwinek czerwonych. Te różnice w wiązaniu antygenu wywodzą się z polimorfizmu aminokwasów Pro234Ser oryginalnej struktury B-transferaz..

S-transferaza glutationu w wątrobie uczestniczy w detoksykacji komórek wątroby, pomagając chronić je przed reaktywnymi formami tlenu (RFT), wolnymi rodnikami i nadtlenkami wodoru, które gromadzą się w cytoplazmie komórki i są silnie toksyczne.

Karbamoilotransferaza asparaginianowa katalizuje biosyntezę pirymidyn w metabolizmie nukleotydów, podstawowych składników kwasów nukleinowych i wysokoenergetycznych cząsteczek wykorzystywanych w wielu procesach komórkowych (takich jak na przykład ATP i GTP).

Transferazy uczestniczą bezpośrednio w regulacji wielu procesów biologicznych poprzez wyciszanie przez mechanizmy epigenetyczne sekwencji DNA kodujących informacje niezbędne do syntezy elementów komórkowych.

Acetylotransferazy histonowe acetylowane reszty lizyny konserwowane na histonach poprzez przeniesienie grupy acetylowej z cząsteczki acetylo-CoA. Ta acetylacja stymuluje aktywację transkrypcji związaną z rozwojem lub rozluźnieniem euchromatyny..

Fosfotransferazy katalizują przenoszenie grup fosforanowych w prawdopodobnie wszystkich kontekstach metabolicznych w komórce. Odgrywa ważną rolę w fosforylacji węglowodanów.

Aminotransferazy katalizują odwracalny transfer grup aminowych z aminokwasów do oksokwasów, jedną z wielu przemian aminokwasów, w których pośredniczą enzymy zależne od witaminy B6..

funkcje

Transferazy katalizują ruch grup chemicznych, przeprowadzając reakcję pokazaną poniżej. W poniższym równaniu litera „X” reprezentuje cząsteczkę donorową grupy funkcyjnej „Y”, a „Z” działa jako akceptor.

X-Y + Z = X + Y-Z

Są to enzymy o silnym składzie elektroujemnym i nukleofilowym; te elementy są odpowiedzialne za zdolność przenoszenia enzymu.

Grupy mobilizowane przez transferazy to na ogół między innymi reszty aldehydowe i ketonowe, grupy acylowe, glukozylowe, alkilowe, azotowe i bogate w azot, fosfor, grupy zawierające siarkę..

Nomenklatura

Klasyfikacja transferaz jest zgodna z ogólnymi zasadami klasyfikacji enzymów zaproponowanymi przez Komisję ds. Enzymów (Komisja ds. Enzymów) w 1961 r. Według komisji każdy enzym otrzymuje kod numeryczny służący do jego klasyfikacji.

Umiejscowienie liczb w kodzie wskazuje na każdy z działów lub kategorii w klasyfikacji, a numery te są poprzedzone literami „WE”.

W klasyfikacji transferaz pierwsza liczba reprezentuje klasę enzymów, druga liczba symbolizuje rodzaj przenoszonej grupy, a trzecia liczba odnosi się do substratu, na którym oddziałują..

Nomenklatura klasy transferaz to EC.2. Ma dziesięć podklas, więc enzymy znajdują się w kodzie z EC.2.1 dopóki EC.2.10.  Każde oznaczenie podklasy jest dokonywane głównie zgodnie z typem grupy, która przenosi enzym.

Podklasy

Dziesięć klas enzymów z rodziny transferaz to:

EC.2.1 Grupy przenoszące atom węgla

Przenoszą grupy zawierające pojedynczy węgiel. Na przykład metylotransferaza przenosi grupę metylową (CH3) na azotowe zasady DNA. Enzymy z tej grupy bezpośrednio regulują translację genów.

EC.2.2 Przeniesienie grup aldehydowych lub ketonowych

Mobilizują grupy aldehydowe i ketonowe zawierające sacharydy jako grupy receptorowe. Karbamylotransferaza reprezentuje mechanizm regulacji i syntezy pirymidyn.

EC.2.3 Acylotransferazy

Te enzymy przenoszą grupy acylowe na pochodne aminokwasów. Peptydylotransferaza pełni zasadniczą rolę w tworzeniu wiązań peptydowych między sąsiednimi aminokwasami podczas procesu translacji.

EC.2.4 Glikozylotransferazy

Katalizują tworzenie wiązań glikozydowych przy użyciu fosforanowych grup cukrowych jako grup donorowych. Wszystkie żywe istoty prezentują sekwencje DNA dla glikozylotransferaz, ponieważ uczestniczą w syntezie glikolipidów i glikoprotein.

EC.2.5 Przenieś grupy alkilowe lub arylowe, oprócz grup metylowych

Mobilizują grupy alkilowe lub arylowe (inne niż CH3), takie jak na przykład grupy dimetylowe. Wśród nich jest wspomniana wcześniej transferaza glutationu..

EC.2.6 Przenieś grupy azotowe

Enzymy tej klasy przenoszą grupy azotowe, takie jak -NH2 i -NH. Te enzymy obejmują aminotransferazy i transaminazy..

EC.2.7 Grupy transferowe zawierające grupy fosforanowe

Katalizują fosforylację substratów. Ogólnie substratami tych fosforylacji są cukry i inne enzymy. Fosfotransferazy transportują cukry do komórki, jednocześnie je fosforylując.

EC.2.8 Grupy transferowe zawierające siarkę

Charakteryzują się katalizowaniem przenoszenia grup zawierających w swojej strukturze siarkę. Transferaza koenzymu A należy do tej podklasy.

EC.2.9 Grupy transferowe zawierające selen

Są powszechnie znane jako seleniotransferazy. Te mobilizują grupy L-seril do przenoszenia RNA.

EC.2.10 Grupy przenoszące zawierające mol lub wolfram

Transferazy z tej grupy mobilizują grupy zawierające molibden lub wolfram do cząsteczek, które mają grupy siarczkowe jako akceptory..

Bibliografia

1. Alfaro, J. A., Zheng, R. B., Persson, M., Letts, J. A., Polakowski, R., Bai, Y.,… & Evans, S. V. (2008). Glikozylotransferazy grupy A i B grupy ABO (H) rozpoznają substrat poprzez określone zmiany konformacyjne. Journal of Biological Chemistry, 283 (15), 10097-10108.
2. Aranda Moratalla, J. (2015). Obliczeniowe badanie metylotransferaz DNA. Analiza epigenetycznego mechanizmu metylacji DNA (praca doktorska, Uniwersytet w Walencji, Hiszpania).
3. Armstrong, R. N. (1997). Struktura, mechanizm katalityczny i ewolucja transferaz glutationowych. Badania chemiczne w toksykologii, 10 (1), 2-18.
4. Aznar Cano, E. (2014). Badanie fagów „Helicobacter pylori” metodami fenotypowymi i genotypowymi (Rozprawa doktorska, Uniwersytet Complutense w Madrycie)
5. Boyce, S. i Tipton, K. F. (2001). Klasyfikacja i nazewnictwo enzymów. eLS.
6. Bresnick, E. i Mossé, H. (1966). Karbamoilotransferaza asparaginianowa z wątroby szczura. 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). Konserwatywne reszty Arg188 i Asp302 są krytyczne dla organizacji miejsc aktywnych i katalizy w ludzkich glikozylotransferazach ABO (H) grupy krwi A i B. Glycobiology, 28 (8), 624-636
8. Grimes, W. J. (1970). Transferazy kwasu sialowego i poziomy kwasu sialowego w komórkach prawidłowych i transformowanych. Biochemistry, 9 (26), 5083-5092.
9. Grimes, W. J. (1970). Transferazy kwasu sialowego i poziomy kwasu sialowego w komórkach prawidłowych i transformowanych. Biochemia, 9(26), 5083-5092.
10. Hayes, J. D., Flanagan, J. U., & Jowsey, I. R. (2005). Transferazy glutationu. Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol., Cztery pięć, 51-88.
11. Hersh, L. B., & Jencks, W. P. (1967). Kinetyka transferazy koenzymu A i reakcje wymiany. Journal of Biological Chemistry, 242 (15), 3468-3480
12. Jencks, W. P. (1973). 11 Transferazy koenzymu A. W The enzymes (tom 9, str. 483-496). Academic Press.
13. Lairson, L. L., Henrissat, B., Davies, G. J., & Withers, S. G. (2008). Glikozylotransferazy: struktury, funkcje i mechanizmy. Coroczny przegląd biochemii, 77
14. Lairson, L. L., Henrissat, B., Davies, G. J., & Withers, S. G. (2008). Glikozylotransferazy: struktury, funkcje i mechanizmy. Coroczny przegląd biochemii, 77.
15. Lambalot, R. H., Gehring, A. M., Flugel, R. S., Zuber, P., LaCelle, M., Marahiel, M. A., ... & Walsh, C. T. (1996). Nowa nadrodzina enzymów - transferazy fosfopantetheinylowe. Chemia i biologia, 3(11), 923-936
16. Mallard, C., Tolcos, M., Leditschke, J., Campbell, P. i Rees, S. (1999). Zmniejszenie immunoreaktywności acetylotransferazy choliny, ale nie immunoreaktywności receptora muskarynowego m2 w pniu mózgu niemowląt z SIDS. Journal of neuropathology and experimental neurology, 58 (3), 255–264
17. Mannervik, B. (1985). Izoenzymy transferazy glutationowej. Postępy w enzymologii i pokrewnych dziedzinach biologii molekularnej, 57, 357-417
18. MEHTA, P. K., HALE, T. I. i CHRISTEN, P. (1993). Aminotransferazy: wykazanie homologii i podział na podgrupy ewolucyjne. European Journal of Biochemistry, 214(2), 549-561
19. Monro, R. E., Staehelin, T., Celma, M. L., & Vazquez, D. (1969, styczeń). Aktywność transferazy peptydylowej rybosomów. W Sympozja Cold Spring Harbor poświęcone biologii ilościowej (Vol. 34, str. 357-368). Prasa laboratoryjna Cold Spring Harbor.
20. Montes, C. P. (2014). Enzymy w żywności? Biochemia produktu spożywczego. Magazyn Uniwersytetu UNAM, piętnaście, 12.
21. Morton, R. K. (1953). Aktywność transferazy enzymów hydrolitycznych. Natura, 172(4367) 65.
22. Negishi, M., Pedersen, L. G., Petrotchenko, E., Shevtsov, S., Gorokhov, A., Kakuta, Y., & Pedersen, L. C. (2001). Budowa i funkcja sulfotransferaz. Archiwa biochemii i biofizyki, 390(2), 149-157
23. Komitet ds. Nomenklatury Międzynarodowej Unii Biochemii i Biologii Molekularnej (NC-IUBMB). (2019). Odzyskany z qmul.ac.uk
24. Rej, R. (1989). Aminotransferazy w chorobie. Kliniki medycyny laboratoryjnej, 9(4), 667-687.
25. Xu, D., Song, D., Pedersen, L. C. i Liu, J. (2007). Badanie mutacyjne siarczanu heparanu 2-O-sulfotransferazy i siarczanu chondroityny 2-O-sulfotransferazy. Journal of Biological Chemistry, 282(11), 8356-8367