Изомеразните биологични процеси, функции, номенклатура и подкласове



на изомераза те са клас ензими, участващи в структурно или позиционно пренареждане на изомери и стереоизомери на различни молекули. Те присъстват във всички клетъчни организми, изпълняващи функции в различни контексти.

Ензимите от този клас действат върху един субстрат, въпреки че някои от тях могат да бъдат ковалентно свързани с кофактори, йони, между другото. Следователно общата реакция може да се види, както следва:

X-Y → Y-X

Реакциите, катализирани от тези ензими, предполагат вътрешно пренареждане на връзките, което може да означава промени в положението на функционалните групи, в положението на двойните връзки между въглеродните атоми, без други промени в молекулната формула на субстрата..

Изомеразите изпълняват различни функции в голямо разнообразие от биологични процеси, които включват метаболитни пътища, клетъчно делене, ДНК репликация, за да назовем само няколко..

Изомеразите са първите ензими, използвани индустриално за производството на сиропи и други сладки храни, благодарение на тяхната способност да превръщат изомерите в различни видове въглехидрати..

индекс

  • 1 Биологични процеси, в които те участват
  • 2 Функции
  • 3 Номенклатура
  • 4 Подкласове
    • 4.1 EC.5.1 Рацемази и епимерази
    • 4.2 EC.5.2 Цис-транс-изомерази
    • 4.3 EC.5.3 интрамолекулни изомерази
    • 4.4 ЕК.5.4 вътремолекулни трансферази (мутази)
    • 4.5 EC.5.5 Вътремолекулни лиази
    • 4.6 EC.5.6 Изомерази, които променят макромолекулната конформация
    • 4.7 EC.5.99 Други изомерази
  • 5 Препратки

Биологични процеси, в които те участват

Изомеразите участват в множество жизнени клетъчни процеси. Сред най-значимите са ДНК репликацията и опаковането, катализирани от топоизомерази. Тези събития са от решаващо значение за репликацията на нуклеинова киселина, както и за нейната кондензация преди клетъчното делене.

Гликолизата, един от централните метаболитни пътища в клетката, включва най-малко три изомерни ензима, а именно: фосфоглюкозна изомераза, триоза фосфатна изомераза и фосфоглицератна мутаза.

Превръщането на UDP-галактоза в UDP-глюкоза в пътя на галактозния катаболизъм се постига чрез действието на епимераза. При хората този ензим е известен като UDP-глюкоза 4-епимераза.

Сгъването на протеините е съществен процес за функционирането на много ензими в природата. Ензимният протеин-дисулфид изомераза подпомага сгъването на протеини, съдържащи дисулфидни мостове, чрез модифициране на тяхното положение в молекулите, които те използват като субстрат..

функции

Основната функция на ензимите, принадлежащи към класа на изомеразите, може да се разглежда като трансформация на субстрат чрез малка структурна промяна, за да стане податлива на по-нататъшна обработка с ензими надолу по течението в метаболитен път, например.

Пример за изомеризация е промяната на фосфатната група в позиция 3 към въглерода в позиция 2 на 3-фосфоглицерата да го превърне в 2-фосфоглицерат, катализиран от ензим фосфоглицератна мутаза в гликолитичния път, който генерира съединение с по-висока енергия. който е функционален субстрат на енолаза.

номенклатура

Класификацията на изомеразите следва общите правила на класификацията на ензимите, предложена от Ензимната комисия през 1961 г., в която всеки ензим получава цифров код за своята класификация..

Позицията на номерата в споменатия код показва всяко от разделите или категориите в класификацията и тези числа се предхождат от буквите "ЕО"..

За изомерази първото число представлява ензимния клас, второто означава вида на изомеризацията, която те изпълняват, и третият субстрат, върху който те действат..

Номенклатурата на клас изомераза е EC.5. Той има седем подкласа, така че ще намерите ензими с кода от EC.5.1 до EC.5.6. Има шести "подклас" от изомерази, известни като "други изомерази", чийто код е EC.5.99, тъй като включва ензими с различни функции на изомераза.

Денотацията на подкласовете се извършва главно според вида на изомеризацията, която тези ензими изпълняват. Въпреки това, те могат също да получат имена като рацемази, епимерази, цис-транс-изомерази, изомерази, тавтомерази, мутази или цикло изомерази..

подкласове

Има 7 класа ензими в семейството на изомерази:

EC.5.1 Рацемази и епимерази

Те катализират образуването на рацемични смеси на базата на позицията на а-въглерода. Те могат да действат върху аминокиселини и производни (EC.5.1.1), върху хидрокси киселинни групи и производни (EC.5.1.2), върху въглехидрати и производни (EC.5.1.3) и други (EC.5.1.99).

EC.5.2 Цис-транс-изомераза

Те катализират превръщането между цис и транс изомерни форми на различни молекули.

EC.5.3 Вътремолекулни изомерази

Тези ензими са отговорни за изомеризацията на вътрешните части в същата молекула. Има някои, които извършват оксидоредукционни реакции, където донорът на електроните и акцепторът са една и съща молекула, така че те не са класифицирани като оксидоредуктази..

Те могат да действат като превръщащи алдози и кетози (EC.5.3.1), върху кето- и енол- (EC.5.3.2) групи, като променят позицията на двойните връзки CC (EC.5.3.3), SS дисулфидни връзки ( EC.5.3.4) и други "оксидоредуктази" (EC.5.3.99).

ЕК.5.4 вътремолекулни трансферази (мутази)

Тези ензими катализират промените в положението на различни групи в една и съща молекула. Те се класифицират според вида на групата, която се премества..

Има фосфомонази (EC.5.4.1), тези, които прехвърлят аминогрупите (EC.5.4.2), тези, които прехвърлят хидроксилни групи (EC.5.4.3), и тези, които прехвърлят други видове групи (EC.5.4. 99).

EC.5.5 Вътремолекулни лиази

Те катализират "елиминирането" на група, която е част от молекула, но не е ковалентно свързана с нея.

EC.5.6 Изомерази, които променят макромолекулната конформация

Те могат да действат чрез промяна на конформацията на полипептиди (EC.5.6.1) или нуклеинови киселини (EC.5.6.2).

EC.5.99 Други изомерази

Този подклас обединява ензими като тиоцианат изомераза и 2-хидроксимен-2-карбоксилат изомераза.

препратки

  1. Adams, E. (1972). Аминокиселини Рацемази и Епимерази. The Enzymes, 6, 479-507.
  2. Boyce, S., & College, T. (2005). Ензимна класификация и номенклатура. Енциклопедия на науките за живота, 1-11.
  3. Cai, C. Z., Han, L.Y., Ji, Z.L., & Chen, Y.Z. (2004). Класификация на семейството на ензимите чрез машини за поддръжка на вектор. Протеини: структура, функция и биоинформатика, 55, 66-76.
  4. Dugave, C., & Demange, L. (2003). Cis - Trans Изомеризация на органични молекули и биомолекули: последствия и приложения. Chemical Reviews, 103, 2475-2532.
  5. Енциклопедия Британика. (2018). Получено на 3 март 2019 г. от britannica.com
  6. Freedman, R. B., Hirst, Т. R., & Tuite, М. F. (1994). Протеин дисулфид изомераза: изграждане на мостове при сгъване на протеини. TIBS, 19, 331-336.
  7. Murzin, A. (1996). Структурна класификация на протеини: нови семейства Алексей Г Мурзин. Структурна класификация на протеини: нови суперсемейства, 6, 386-394.
  8. Nelson, D.L., & Cox, М. M. (2009). Принципи на биохимията на Ленингер. Издания Omega (5-то издание).
  9. Комитет по номенклатурата на Международния съюз по биохимия и молекулярна биология (NC-IUBMB). (2019). Взето от qmul.ac.uk
  10. Thoden, J. B., Frey, P.A., & Holden, H. M. (1996). Молекулярна структура на NADH / UDP-глюкозния комплекс на UDP-галактоза 4-епимераза от Escherichia coli: Последствия за каталитичния механизъм. Biochemistry, 35, 5137-5144.