Трансферни биологични процеси, функции, номенклатура и подкласове



на трансферази са ензими, отговорни за прехвърляне на функционални групи на субстрат, който действа като донор на друг, който действа като рецептор. Повечето от основните метаболитни процеси за живота включват трансферазни ензими.

Първото наблюдение на реакциите, катализирани от тези ензими, е документирано през 1953 г. от д-р Р. Мортън, който наблюдава прехвърлянето на фосфатна група от алкална фосфатаза към β-галактозидаза, която действа като рецептор за фосфатната група..

Номенклатурата на трансферазните ензими обикновено се извършва съгласно естеството на молекулата, която приема функционалната група в реакцията, например: ДНК-метилтрансфераза, глутатион-трансфераза, 1,4-а-глюкан 6-а-глюкозилтрансфераза, между другото.

Трансферазите са ензими с биотехнологично значение, особено в хранителната и лекарствената промишленост. Техните гени могат да бъдат модифицирани, за да изпълняват специфични дейности в организмите, като по този начин допринасят директно за здравето на потребителите, извън хранителната полза.

Пребиотичните лекарства за чревната флора са богати на трансферази, тъй като те участват в образуването на въглехидрати, които благоприятстват растежа и развитието на полезните микроорганизми в червата..

Недостатъците, структурните повреди и прекъсванията в процесите, катализирани от трансферазите, причиняват натрупването на продукти вътре в клетката, поради което с тези ензими се свързват много различни болести и патологии..

Неправилното функциониране на трансфераз причинява заболявания като галактоземия, болестта на Алцхаймер, болестта на Хънтингтън, наред с други.

индекс

  • 1 Биологични процеси, в които те участват
  • 2 Функции
  • 3 Номенклатура
  • 4 Подкласове
    • 4.1 EC.2.1 Прехвърляне на групи от въглероден атом
    • 4.2 ЕК.2.2 Трансфер на алдехидни или кетонни групи
    • 4.3 EC.2.3 Ацилтрансферази
    • 4.4 EC.2.4 Гликозилтрансферази
    • 4.5 EC.2.5 Прехвърляне на алкилни или арилови групи, с изключение на метиловите групи
    • 4.6 EC.2.6 Прехвърляне на азотни групи
    • 4.7 EC.2.7 Трансферни групи, съдържащи фосфатни групи
    • 4.8 ЕК.2.8 Трансферни групи, съдържащи сяра
    • 4.9 EC.2.9 Трансферни групи, съдържащи селен
    • 4.10 EC.2.10 Трансферни групи, съдържащи или молибден, или волфрам
  • 5 Препратки

Биологични процеси, в които те участват

Сред големия брой метаболитни процеси, в които участват трансферази, са биосинтезата на гликозидите и метаболизма на захарите като цяло..

Ензим глюкотрансфераза е отговорен за конюгацията на антигени А и В върху повърхността на червените кръвни клетки. Тези вариации в свързването на антигени произтичат от полиморфизъм на аминокиселините Pro234Ser на оригиналната структура на В-трансферазите..

Глутатион-S-трансферазата в черния дроб участва в детоксикацията на чернодробните клетки, като им помага да се предпазят от реактивни кислородни видове (ROS), свободни радикали и водородни пероксиди, които се натрупват в клетъчната цитоплазма и са силно токсичен.

Аспартат карбамоил трансфераза катализира биосинтезата на пиримидини в метаболизма на нуклеотидите, основните компоненти на нуклеиновите киселини и високо енергийните молекули, използвани в множество клетъчни процеси (като например АТР и GTP)..

Трансферазите участват пряко в регулирането на много биологични процеси чрез заглушаване чрез епигенетични механизми на ДНК последователностите, които кодират информацията, необходима за синтеза на клетъчни елементи.

Хистон ацетилтрансферазите ацетилират консервирани лизинови остатъци в хистони чрез прехвърляне на ацетилна група от ацетил-CoA молекула. Това ацетилиране стимулира активирането на транскрипцията, свързана с развитието или релаксацията на еухроматин.

Фосфотрансферазите катализират трансфера на фосфатни групи в вероятно всички клетъчни метаболитни контексти. Той играе важна роля в фосфорилирането на въглехидратите.

Аминотрансферазите катализират обратимото прехвърляне на аминогрупи от аминокиселини до оксациди, едно от многото трансформации на аминокиселини, медиирани от витамин В6-зависими ензими..

функции

Трансферазите катализират движението на химични групи, изпълняващи реакцията, показана по-долу. В следващото уравнение буквата "X" представлява донорната молекула на функционалната група "Y" и "Z" действа като акцептор..

X-Y + Z = X + Y-Z

Това са ензими със силни електронегативни и нуклеофилни елементи в състава им; тези елементи са отговорни за преносната способност на ензима.

Групите, мобилизирани чрез трансферазите, са като цяло алдехидни и кетонни остатъци, ацилни, глюкозилови, алкилови, азотни и азот-богати групи, фосфорни, сяро-съдържащи групи, между другото..

номенклатура

Класификацията на трансферазите следва общите правила за класификация на ензимите, предложени от Комисията по ензими през 1961 г. Според комисията всеки ензим получава цифров код за своята класификация..

Позицията на номерата в кода обозначава всяко от разделите или категориите в класификацията и тези числа се предхождат от буквите "ЕО".

В класификацията на трансферазите първото число представлява ензимния клас, второто число символизира вида на групата, която прехвърля, а третото число се отнася за субстрата, върху който те действат..

Номенклатурата на класа на трансферазите е EC.2. Той има десет подкласа, така че ензимите се намират с кода от Eq.2.1 до EC.2.10.  Всяко обозначение на подкласа се извършва главно според типа група, която прехвърля ензима.

подкласове

Десетте класа ензими в семейството на трансферазите са:

EC.2.1 Прехвърляне на групи от въглероден атом

Те прехвърлят групи, които включват един въглерод. Метилтрансфераза, например, прехвърля метилова група (СН3) към азотните бази на ДНК. Ензимите в тази група директно регулират транслацията на гените.

EC.2.2 Прехвърляне на алдехидни или кетонни групи

Те мобилизират алдехидни групи и кетонни групи, имащи захариди като рецепторни групи. Карбамилтрансферазата представлява механизъм за регулиране и синтез на пиримидини.

EC.2.3 Ацилтрансферази

Тези ензими прехвърлят ацилни групи в аминокиселинни производни. Пептидилтрансферазата осъществява същественото образуване на пептидни връзки между съседни аминокиселини по време на транслационния процес.

EC.2.4 Гликозилтрансферази

Те катализират образуването на гликозидни връзки, използвайки фосфатни захарни групи като донорни групи. Всички живи същества представят ДНК последователности за гликозилтрансферази, тъй като те участват в синтеза на гликолипиди и гликопротеини.

EC.2.5 Прехвърляне на алкилни или арилови групи, с изключение на метиловите групи

Те мобилизират алкилови или арилови групи (различни от СНЗ) като диметилови групи, например. Сред тях е глутатион трансфераза, която беше спомената по-горе.

EC.2.6 Прехвърляне на азотни групи

Ензими от този клас прехвърлят азотни групи като -NH2 и -NH. Сред тези ензими са аминотрансферазите и трансаминазите.

EC.2.7 Трансферни групи, съдържащи фосфатни групи

Те катализират фосфорилирането на субстратите. Обикновено субстратите на тези фосфорилации са захари и други ензими. Фосфотрансферазите транспортират захари в вътрешността на клетките, като ги фосфорилират едновременно.

EC.2.8 Трансферни групи, съдържащи сяра

Те се характеризират чрез катализиране на преноса на съдържащи сяра групи в тяхната структура. Коензим А трансферазата принадлежи към този подклас.

EC.2.9 Трансферни групи, съдържащи селен

Те са известни като селениотрансферази. Те мобилизират L-серилови групи до трансферни РНК.

EC.2.10 Прехвърля групи, съдържащи молибден или волфрам

Трансферазите от тази група мобилизират групи, съдържащи молибден или волфрам, за молекули, които притежават сулфидни групи като акцептори..

препратки

  1. Alfaro, J.A., Zheng, R.B., Persson, М., Letts, J.A., Polakowski, R., Bai, Y., ... & Evans, S.V. (2008). Гликозилтрансферазите на АВО (Н) кръвна група А и В разпознават субстрата чрез специфични конформационни промени. Journal of Biological Chemistry, 283 (15), 10097-10108.
  2. Aranda Moratalla, J. (2015). Изчислително изследване на ДНК-метилтрансферази. Анализ на епигенетичния механизъм на метилиране на ДНК (докторска дисертация, Университет Валенсия-Испания).
  3. Armstrong, R.N. (1997). Структура, каталитичен механизъм и еволюция на глутатион трансфераз. Химични изследвания в областта на токсикологията, 10 (1), 2-18.
  4. Aznar Cano, Е. (2014). Фагово проучване на "Helicobacter pylori" по фенотипни и генотипни методи (докторска дисертация, Университет Комплутенсе де Мадрид)
  5. Boyce, S., & Tipton, К. F. (2001). Ензимна класификация и номенклатура. Els.
  6. Bresnick, E., & Mossé, H. (1966). Аспартат карбамоилтрансфераза от черен дроб на плъх. 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). Консервираните остатъци Arg188 и Asp302 са критични за организацията на активното място и катализа в човешки ABO (H) кръвни групи А и В гликозилтрансферази. Glycobiology, 28 (8), 624-636
  8. Grimes, W.J. (1970). Трансферази на сиалова киселина и нива на сиалова киселина в нормални и трансформирани клетки. Biochemistry, 9 (26), 5083-5092.
  9. Grimes, W.J. (1970). Трансферази на сиалова киселина и нива на сиалова киселина в нормални и трансформирани клетки. Biochemistry, 9 (26), 5083-5092.
  10. Hayes, J.D., Flanagan, J. U., & Jowsey, I.R. (2005). Глутатион трансфераз. Annu. Pharmacol. Toxicol., 45, 51-88.
  11. Hersh, L. B., & Jencks, W.P. (1967). Коензим А Кинетика на трансферазата и обменни реакции. Journal of Biological Chemistry, 242 (15), 3468-3480
  12. Jencks, W.P. (1973). 11 Трансфери на коензим А. В ензимите (том 9, стр. 483-496). Академик Прес.
  13. Lairson, L.L., Henrissat, B., Davies, G.J., & Withers, S.G. (2008). Гликозилтрансферази: структури, функции и механизми. Годишен преглед на биохимията, 77
  14. Lairson, L.L., Henrissat, B., Davies, G.J., & Withers, S.G. (2008). Гликозилтрансферази: структури, функции и механизми. Годишен преглед на биохимията, 77.
  15. Lambalot, R.H., Gehring, A.M., Flugel, R.S., Zuber, P., LaCelle, М., Marahiel, М. A., ... & Walsh, C.T. (1996). Нов ензимен суперсемейство фосфопантеинил трансферази. Chemistry & biology, 3 (11), 923-936
  16. Mallard, C., Tolcos, М., Leditschke, J., Campbell, P., & Rees, S. (1999). Намаляване на имунореактивността на холин-ацетилтрансферазата, но не имунореактивността на мускарино-м2 рецептора в мозъчния ствол на бебетата на SIDS. Вестник по невропатология и експериментална неврология, 58 (3), 255-264
  17. Mannervik, B. (1985). Изоензимите на глутатион трансферазата. Напредък в ензимологията и свързаните с него области на молекулярната биология, 57, 357-417
  18. MEHTA, P.K., HALE, T. I., & CHRISTEN, P. (1993). Аминотрансферази: демонстрация на хомология и разделяне в еволюционни подгрупи. European Journal of Biochemistry, 214 (2), 549-561
  19. Monro, R.E., Staehelin, Т., Celma, M.L., & Vazquez, D. (1969, януари). Пептидилтрансферазната активност на рибозомите. В симпозиумите за количествената биология в Cold Spring Harbor (том 34, стр. 357-368). Лабораторна преса на Cold Spring Harbor.
  20. Montes, C.P. (2014). Ензими в храната? Биохимия на ядливите. Университетски вестник UNAM, 15, 12.
  21. Morton, R. K. (1953). Трансферна активност на хидролитични ензими. Nature, 172 (4367), 65.
  22. Negishi, M., Pedersen, L.G., Petrotchenko, E., Shevtsov, S., Gorokhov, A., Kakuta, Y., & Pedersen, L.C. (2001). Структура и функция на сулфотрансферазите. Архиви на биохимията и биофизиката, 390 (2), 149-157
  23. Комитет по номенклатурата на Международния съюз по биохимия и молекулярна биология (NC-IUBMB). (2019). Взето от qmul.ac.uk
  24. Rej, R. (1989). Аминотрансферази при заболяване. Клиники в лабораторната медицина, 9 (4), 667-687.
  25. Xu, D., Song, D., Pedersen, L.C., & Liu, J. (2007). Мутационно изследване на хепаран сулфат 2-О-сулфотрансфераза и хондроитин сулфат 2-О-сулфотрансфераза. Journal of Biological Chemistry, 282 (11), 8356-8367