Overfører processer, funktioner, nomenklatur og underklasser

Det transferaser de er enzymer, der er ansvarlige for at overføre funktionelle grupper fra et substrat, der fungerer som en donor til en anden, der fungerer som en receptor. De fleste af de metaboliske processer, der er vigtige for livet, involverer transferaseenzymer.

Den første observation af reaktionerne katalyseret af disse enzymer blev dokumenteret i 1953 af Dr. R. K. Morton, der observerede overførslen af ​​en phosphatgruppe fra en alkalisk phosphatase til en β-galactosidase, der fungerede som en receptor for phosphatgruppen..

Nomenklaturen for transferaseenzymer udføres almindeligvis i henhold til arten af ​​det molekyle, der accepterer den funktionelle gruppe i reaktionen, for eksempel: DNA-methyltransferase, glutathion-transferase, 1,4-a-glucan 6-a-glucosyltransferase blandt andet.

Transferaser er enzymer med bioteknologisk betydning, især i fødevare- og lægemiddelindustrien. Deres gener kan modificeres til at udføre specifikke aktiviteter i organismer og dermed bidrage direkte til forbrugernes sundhed ud over den ernæringsmæssige fordel..

Præbiotiske lægemidler til tarmfloraen er rige på transferaser, da disse deltager i dannelsen af ​​kulhydrater, der favoriserer vækst og udvikling af gavnlige mikroorganismer i tarmen..

Mangler, strukturelle skader og afbrydelser i processerne katalyseret af transferaser forårsager akkumulering af produkter i cellen, hvorfor mange forskellige sygdomme og patologier er forbundet med sådanne enzymer.

Funktionsfejl ved transferaser forårsager blandt andet sygdomme som galactosæmi, Alzheimers, Huntingtons sygdom.

Artikelindeks

• 1 Biologiske processer, hvor de deltager
• 2 funktioner
• 3 Nomenklatur
• 4 Underklasser
  • 4.1 EC.2.1 Overførselsgrupper af et carbonatom
  • 4.2 EC.2.2 Overfør aldehyd- eller ketongrupper
  • 4.3 EC.2.3 Acyltransferaser
  • 4.4 EC.2.4 Glycosyltransferaser
  • 4.5 EC.2.5 Overfør alkyl- eller arylgrupper, bortset fra methylgrupper
  • 4.6 EC.2.6 Overfør kvælstofgrupper
  • 4.7 EC.2.7 Overførselsgrupper indeholdende fosfatgrupper
  • 4.8 EC.2.8 Overførselsgrupper indeholdende svovl
  • 4.9 EC.2.9 Overførselsgrupper indeholdende selen
  • 4.10 EC.2.10 Overførselsgrupper indeholdende enten molybdæn eller wolfram
• 5 Referencer

Biologiske processer, som de deltager i

Blandt det store antal metaboliske processer, hvor transferaser deltager, er biosyntese af glycosider og metabolismen af ​​sukker generelt..

Et glukotransferaseenzym er ansvarligt for konjugering af A- og B-antigener på overfladen af ​​røde blodlegemer. Disse variationer i antigenbinding stammer fra en polymorfisme af Pro234Ser-aminosyrerne med den oprindelige struktur af B-transferaser..

Glutathion-S-transferase i leveren deltager i afgiftning af leverceller og hjælper med at beskytte dem mod reaktive iltarter (ROS), frie radikaler og hydrogenperoxider, der akkumuleres i cellecytoplasmaet og er meget giftige.

Aspartatcarbamoyltransferase katalyserer biosyntese af pyrimidiner i metabolismen af ​​nukleotider, grundlæggende komponenter i nukleinsyrer og højenergimolekyler anvendt i flere cellulære processer (såsom f.eks.ATP og GTP).

Transferaser deltager direkte i reguleringen af ​​mange biologiske processer ved at dæmpe DNA-sekvenserne ved hjælp af epigenetiske mekanismer, der koder for den nødvendige information til syntese af cellulære elementer.

Histonacetyltransferaser acetylat konserverede lysinrester på histoner ved at overføre en acetylgruppe fra et acetyl-CoA-molekyle. Denne acetylering stimulerer aktivering af transkription forbundet med udvikling eller afslapning af euchromatin..

Phosphotransferaser katalyserer overførslen af ​​phosphatgrupper i sandsynligvis alle cellulære metaboliske sammenhænge. Har en vigtig rolle i fosforylering af kulhydrater.

Aminotransferaser katalyserer den reversible overførsel af aminogrupper fra aminosyrer til oxacider, en af ​​mange aminosyretransformationer medieret af vitamin B6-afhængige enzymer..

Funktioner

Transferaser katalyserer bevægelsen af ​​kemiske grupper ved at udføre reaktionen vist nedenfor. I den følgende ligning repræsenterer bogstavet "X" donormolekylet i den funktionelle gruppe "Y" og "Z" fungerer som acceptoren.

X-Y + Z = X + Y-Z

Disse er enzymer med stærke elektronegative og nukleofile elementer i deres sammensætning; disse elementer er ansvarlige for enzymets overførselskapacitet.

Grupperne mobiliseret af transferaserne er generelt aldehyd- og ketonrester, acyl-, glucosyl-, alkyl-, nitrogen- og nitrogenrige grupper, phosphor-, svovlholdige grupper, blandt andre..

Nomenklatur

Klassificeringen af ​​transferaser følger de generelle regler for klassificering af enzymer foreslået af Enzymkommissionen (Enzymkommission) i 1961. Ifølge komitéen modtager hvert enzym en numerisk kode til klassificering.

Nummerernes placering i koden angiver hver af divisionerne eller kategorierne i klassificeringen, og disse tal er forud for bogstaverne "EF".

I klassificeringen af ​​transferaser repræsenterer det første nummer enzymklassen, det andet tal symboliserer den type gruppe, de overfører, og det tredje tal henviser til det substrat, som de virker på..

Nomenklaturen for klassen af ​​transferaser er EC.2. Det har ti underklasser, så enzymer findes med koden fra EC.2.1 indtil EC.2.10.  Hver betegnelse på underklassen foretages hovedsageligt i henhold til typen af ​​gruppe, der overfører enzymet.

Underklasser

De ti klasser af enzymer inden for transferasefamilien er:

EC.2.1 Overførselsgrupper af et carbonatom

De overfører grupper, der inkluderer et enkelt kulstof. Methyltransferase overfører for eksempel en methylgruppe (CH3) til de nitrogenholdige baser af DNA. Enzymerne i denne gruppe regulerer direkte translationen af ​​gener.

EC.2.2 Overfør aldehyd- eller ketongrupper

De mobiliserer aldehydgrupper og ketongrupper med saccharider som receptorgrupper. Carbamyltransferase repræsenterer en mekanisme til regulering og syntese af pyrimidiner.

EC.2.3 Acyltransferaser

Disse enzymer overfører acylgrupper til aminosyrederivater. Peptidyltransferase udfører den essentielle dannelse af peptidbindinger mellem tilstødende aminosyrer under translationsprocessen.

EC.2.4 Glycosyltransferaser

De katalyserer dannelsen af ​​glykosidbindinger ved hjælp af phosphatsukkergrupper som donorgrupper. Alle levende væsener præsenterer DNA-sekvenser for glycosyltransferaser, da de deltager i syntesen af ​​glycolipider og glycoproteiner.

EC.2.5 Overfør alkyl- eller arylgrupper bortset fra methylgrupper

De mobiliserer f.eks. Alkyl- eller arylgrupper (andre end CH3) som dimethylgrupper. Blandt disse er glutathiontransferase, som blev nævnt tidligere..

EC.2.6 Overfør kvælstofgrupper

Enzymer i denne klasse overfører nitrogengrupper såsom -NH2 og -NH. Disse enzymer inkluderer aminotransferaser og transaminaser..

EC.2.7 Overførselsgrupper indeholdende fosfatgrupper

De katalyserer phosphorylering af substrater. Generelt er substraterne for disse phosphoryleringer sukkerarter og andre enzymer. Phosphotransferaser transporterer sukker ind i cellen og fosforylerer dem samtidig.

EC.2.8 Overførselsgrupper, der indeholder svovl

De er kendetegnet ved at katalysere overførslen af ​​grupper, der indeholder svovl i deres struktur. Koenzym A transferase tilhører denne underklasse.

EC.2.9 Overførselsgrupper indeholdende selen

De er almindeligt kendt som seleniotransferaser. Disse mobiliserer L-seril-grupper til at overføre RNA'er.

EC.2.10 Overførselsgrupper, der indeholder enten moly eller wolfram

Transferaser fra denne gruppe mobiliserer grupper indeholdende molybdæn eller wolfram til molekyler, der har sulfidgrupper som acceptorer..

Referencer

1. Alfaro, J. A., Zheng, R. B., Persson, M., Letts, J. A., Polakowski, R., Bai, Y., ... & Evans, S. V. (2008). ABO (H) blodgruppe A og B glycosyltransferaser genkender substrat via specifikke konformationsændringer. Journal of Biological Chemistry, 283 (15), 10097-10108.
2. Aranda Moratalla, J. (2015). Beregningsundersøgelse af DNA-methyltransferaser. Analyse af den epigenetiske mekanisme ved DNA-methylering (Speciale-doktorgrad, University of Valencia-Spain).
3. Armstrong, R. N. (1997). Struktur, katalytisk mekanisme og udvikling af glutathion-transferaser. Kemisk forskning i toksikologi, 10 (1), 2-18.
4. Aznar Cano, E. (2014). Fagstudie af ”Helicobacter pylori” ved fænotypiske og genotypiske metoder (Doktorafhandling, Complutense University of Madrid)
5. Boyce, S., & Tipton, K. F. (2001). Enzymklassificering og nomenklatur. eLS.
6. Bresnick, E. og Mossé, H. (1966). Aspartatcarbamoyltransferase fra rotterelever. Biokemisk tidsskrift, 101(1), 63.
7. Gagnon, S. M., Legg, M. S., Polakowski, R., Letts, J. A., Persson, M., Lin, S., ... & Borisova, S. N. (2018). Konserverede rester Arg188 og Asp302 er kritiske for aktiv site-organisering og katalyse i humane ABO (H) blodgruppe A og B glycosyltransferaser. Glykobiologi, 28 (8), 624-636
8. Grimes, W. J. (1970). Sialinsyre-transferaser og sialinsyre-niveauer i normale og transformerede celler. Biokemi, 9 (26), 5083-5092.
9. Grimes, W. J. (1970). Sialinsyre-transferaser og sialinsyre-niveauer i normale og transformerede celler. Biokemi, 9(26), 5083-5092.
10. Hayes, J. D., Flanagan, J. U., og Jowsey, I. R. (2005). Glutathion-transferaser. Annu. Præsten Pharmacol. Toxicol., Fire. Fem, 51-88.
11. Hersh, L. B., & Jencks, W. P. (1967). Koenzym A Transferase kinetik og udvekslingsreaktioner. Journal of Biological Chemistry, 242 (15), 3468-3480
12. Jencks, W. P. (1973). 11 koenzym A-transferaser. I Enzymerne (bind 9, s. 483-496). Akademisk presse.
13. Lairson, L. L., Henrissat, B., Davies, G. J., & Withers, S. G. (2008). Glycosyltransferaser: strukturer, funktioner og mekanismer. Årlig gennemgang af biokemi, 77
14. Lairson, L. L., Henrissat, B., Davies, G. J., & Withers, S. G. (2008). Glycosyltransferaser: strukturer, funktioner og mekanismer. Årlig gennemgang af biokemi, 77.
15. Lambalot, R. H., Gehring, A. M., Flugel, R. S., Zuber, P., LaCelle, M., Marahiel, M. A., ... & Walsh, C. T. (1996). Et nyt enzym superfamilie phosphopantetheinyltransferaserne. Kemi & biologi, 3(11), 923-936
16. Mallard, C., Tolcos, M., Leditschke, J., Campbell, P., & Rees, S. (1999). Reduktion i cholinacetyltransferase-immunreaktivitet, men ikke muskarin-m2-receptorimmunreaktivitet i hjernestammen hos SIDS-spædbørn. Tidsskrift for neuropatologi og eksperimentel neurologi, 58 (3), 255-264
17. Mannervik, B. (1985). Isoenzymerne af glutathiontransferase. Fremskridt inden for enzymologi og relaterede områder af molekylærbiologi, 57, 357-417
18. MEHTA, P. K., HALE, T. I., & CHRISTEN, P. (1993). Aminotransferaser: demonstration af homologi og opdeling i evolutionære undergrupper. European Journal of Biochemistry, 214(2), 549-561
19. Monro, R. E., Staehelin, T., Celma, M. L., & Vazquez, D. (1969, januar). Peptidyltransferaseaktiviteten af ​​ribosomer. I Cold Spring Harbour symposier om kvantitativ biologi (Bind 34, s. 357-368). Cold Spring Harbour Laboratory Press.
20. Montes, C. P. (2014). Enzymer i mad? Biokemi af det spiselige. UNAM University Magazine, femten, 12.
21. Morton, R. K. (1953). Transferase-aktivitet af hydrolytiske enzymer. Natur, 172(4367), 65.
22. Negishi, M., Pedersen, L. G., Petrotchenko, E., Shevtsov, S., Gorokhov, A., Kakuta, Y., & Pedersen, L. C. (2001). Struktur og funktion af sulfotransferaser. Arkiv for biokemi og biofysik, 390(2), 149-157
23. Nomenklaturkomité for Den Internationale Union for Biokemi og Molekylær Biologi (NC-IUBMB). (2019). Hentet fra qmul.ac.uk
24. Rej, R. (1989). Aminotransferaser ved sygdom. Klinikker i laboratoriemedicin, 9(4), 667-687.
25. Xu, D., Song, D., Pedersen, L. C., & Liu, J. (2007). Mutationsundersøgelse af heparansulfat 2-O-sulfotransferase og chondroitinsulfat 2-O-sulfotransferase. Journal of Biological Chemistry, 282(11), 8356-8367