Ülekande bioloogilised protsessid, funktsioonid, nomenklatuur ja alaklassid



The transferaasid on ensüümid, mis vastutavad substraadi funktsionaalsete rühmade üleandmise eest, mis toimib doonorina teisele, mis toimib retseptorina. Enamik eluks vajalikke ainevahetusprotsesse hõlmavad transferaasi ensüüme.

Nende ensüümide poolt katalüüsitud reaktsioonide esimene tähelepanek dokumenteeriti 1953. aastal Dr. R. K. Mortoniga, kes täheldas fosfaatrühma siirdamist leeliselisest fosfataasist P-galaktosidaasile, mis toimis fosfaatrühma retseptorina..

Transferaasi ensüümide nomenklatuur viiakse tavaliselt läbi vastavalt selle molekuli olemusele, mis aktsepteerib funktsionaalrühma reaktsioonis, näiteks: DNA-metüültransferaas, glutatioon-transferaas, 1,4-a-glükaan 6-a-glükosüültransferaas, muu hulgas.

Transferaasid on biotehnoloogilise tähtsusega ensüümid, eriti toidu- ja ravimitööstuses. Nende geene saab modifitseerida, et täita organismi spetsiifilisi toiminguid, aidates seeläbi otseselt kaasa tarbijate tervisele, lisaks toiteväärtusele.

Soole mikrofloora prebiootilised ravimid on rikkad transferaaside poolest, kuna need osalevad süsivesikute moodustumisel, mis soodustavad soodsate mikroorganismide kasvu ja arengut sooles..

Transferaaside poolt katalüüsitud protsesside puudused, struktuursed kahjustused ja katkestused põhjustavad rakkude sees olevate toodete akumuleerumise, mistõttu on selliste ensüümidega seotud mitmed erinevad haigused ja patoloogiad..

Transferaaside talitlushäire põhjustab muu hulgas selliseid haigusi nagu galaktosemia, Alzheimeri tõbi, Huntingtoni tõbi.

Indeks

  • 1 Bioloogilised protsessid, milles nad osalevad
  • 2 Funktsioonid
  • 3 Nomenklatuur
  • 4 alamklassid
    • 4.1 EC.2.1 Süsinikuaatomi rühmade ülekandmine
    • 4.2 EC.2.2 Aldehüüdi või ketooni rühmade ülekandmine
    • 4.3 EC.2.3 Acyltransferases
    • 4.4 EC.2.4 Glükosüültransferaasid
    • 4.5 EC.2.5 Kandke alküül- või arüülrühmad peale metüülrühmade
    • 4.6 EC.2.6 Lämmastiku rühmade ülekandmine
    • 4.7 EC.2.7 Fosfaatrühmi sisaldavate rühmade ülekandmine
    • 4.8 EC.2.8 Väävlit sisaldavate rühmade ülekandmine
    • 4.9 EC.2.9 Seleeni sisaldavad rühmad
    • 4.10 EC.2.10 Molübdeeni või volframi sisaldavad ülekandegrupid
  • 5 Viited

Bioloogilised protsessid, milles nad osalevad

Suur osa metaboolsetest protsessidest, milles osalevad transferaasid, on glükosiidide biosüntees ja suhkrute metabolism üldiselt.

Glükootransferaasi ensüüm vastutab antigeenide A ja B konjugeerimise eest punaste vereliblede pinnal. Antigeenide seondumise erinevused pärinevad B2-transferaaside algse struktuuri Pro234Ser aminohapete polümorfismist..

Glutatioon-S-transferaas maksas osaleb maksa rakkude detoksikatsioonis, aidates kaitsta neid reaktiivsete hapniku liikide (ROS), vabade radikaalide ja vesinikperoksiidide eest, mis kogunevad raku tsütoplasmas ja on väga mürgine.

Aspartaat-karbamoüül-transferaas katalüüsib pürimidiinide biosünteesi nukleotiidide metabolismis, nukleiinhapete põhikomponentides ja mitmetes rakulistes protsessides (näiteks ATP ja GTP) kasutatavatel kõrge energia molekulidel..

Ülekandeained osalevad otseselt paljude bioloogiliste protsesside reguleerimises, blokeerides epigeneetiliste mehhanismidega DNA järjestused, mis kodeerivad rakuliste elementide sünteesiks vajalikku informatsiooni.

Histooni atsetüültransferaasid atsetüülivad konserveeritud lüsiinijääke histoonides, viies atsetüülrühma atsetüül-CoA molekulist. See atsetüülimine stimuleerib transkriptsiooni aktivatsiooni, mis on seotud euchromatiini arenguga või lõdvendamisega.

Fosfotransferaasid katalüüsivad fosfaadirühmade ülekannet tõenäoliselt kõigis rakulistes ainevahetustingimustes. Sellel on oluline roll süsivesikute fosforüülimisel.

Aminotransferaasid katalüüsivad aminorühmade pöörduvat ülekannet aminohapetest oksiidideks, mis on üks paljudest aminohapete transformatsioonidest, mida vahendavad vitamiin B6-sõltuvad ensüümid.

Funktsioonid

Transferaasid katalüüsivad allpool näidatud reaktsiooni täitvate keemiliste rühmade liikumist. Järgmises võrrandis tähistab täht "X" funktsionaalrühma "Y" ja "Z" doonorimolekuli aktseptorina.

X-Y + Z = X + Y-Z

Need on tugevad elektronegatiivsed ja nukleofiilsed elemendid nende koostises; need elemendid vastutavad ensüümi ülekandevõimsuse eest.

Transferaaside poolt mobiliseeritud rühmad on tavaliselt aldehüüdi ja ketooni jäägid, atsüül-, glükosüül-, alküül-, lämmastiku- ja lämmastikku sisaldavad rühmad, fosfor, väävlit sisaldavad rühmad..

Nomenklatuur

Transferaaside klassifitseerimine järgib ensüümikomisjoni poolt 1961. aastal pakutud ensüümide klassifitseerimise üldeeskirju. Komitee sõnul saab iga ensüüm klassifikatsiooni jaoks numbrilise koodi..

Koodides olevate numbrite asukoht näitab klassifikatsiooni iga jaotust või kategooriat ning nende numbritele eelneb täht "EC"..

Transferaaside klassifitseerimisel kujutab esimene number ensümaatilist klassi, teine ​​number sümboliseerib ülekantud rühma tüüpi ja kolmas number viitab substraadile, millel nad tegutsevad.

Transferaaside klassi nomenklatuur on EC.2. Sellel on kümme alamklassi, seega leidub ensüüme koodiga EC.2.1 kuni EC.2.10.  Iga alamklassi tähistamine toimub peamiselt vastavalt ensüümi ülekandevale rühmale.

Alamklassid

Transferaaside perekonnas on kümme ensüümide klassi:

EC.2.1 Süsinikuaatomi rühmade ülekandmine

Nad edastavad rühmi, mis sisaldavad ühte süsinikku. Metüültransferaas kannab näiteks metüülrühma (CH3) DNA lämmastiku alustesse. Selle rühma ensüümid reguleerivad otseselt geenide translatsiooni.

EC.2.2 Aldehüüdi või ketooni rühmade ülekandmine

Nad mobiliseerivad retseptorrühmadena sahhariide sisaldavaid aldehüüdi rühmi ja ketoonrühmi. Karbamüültransferaas kujutab endast pürimidiinide reguleerimise ja sünteesi mehhanismi.

EC.2.3 Acyltransferases

Need ensüümid kannavad atsüülrühmi aminohappe derivaatidesse. Peptidüültransferaas teostab translatsiooniprotsessi käigus kõrvuti asetsevate aminohapete vahelise peptiidsidemete olulise moodustumise.

EC.2.4 Glükosüültransferaasid

Nad katalüüsivad glükosiidsidemete moodustumist, kasutades doonorrühmadena fosfaatsuhkrurühmi. Kõik elusolendid esitavad glükosüültransferaaside DNA järjestusi, kuna nad osalevad glükolipiidide ja glükoproteiinide sünteesil..

EC.2.5 Alküül- või arüülrühmade ülekandmine peale metüülrühmade

Nad mobiliseerivad näiteks alküül- või arüülrühmi (va CH3) dimetüülrühmadena. Nende hulgas on eespool mainitud glutatioonitransferaas.

EC.2.6 Lämmastiku rühmade ülekanne

Selle klassi ensüümid kannavad lämmastiku rühmi nagu -NH2 ja -NH. Nende ensüümide seas on aminotransferaasid ja transaminaasid.

EC.2.7 Fosfaatrühmi sisaldavate rühmade ülekandmine

Nad katalüüsivad substraatide fosforüülimist. Üldiselt on nende fosforüülimiste substraadid suhkrud ja teised ensüümid. Fosfotransferaasid transpordivad suhkruid raku sisemusse, fosforüülides neid samaaegselt.

EC.2.8 Väävlit sisaldavate rühmade ülekandmine

Neile on iseloomulik, et katalüüsitakse väävlit sisaldavate rühmade ülekandmist nende struktuuri. Koensüüm A transferaas kuulub sellesse alamklassi.

EC.2.9 Seleeni sisaldavad rühmad

Neid tuntakse üldiselt seleniotransferaasidena. Need mobiliseerivad L-seryüülrühmi RNAde ülekandmiseks.

EC.2.10 Ülekandegrupid, mis sisaldavad kas molübdeeni või volframit

Selle rühma transferaasid mobiliseerivad molübdeeni või volframi sisaldavaid rühmi molekulidena, mis omavad aktseptoritena sulfiidrühmi.

Viited

  1. Alfaro, J. A., Zheng, R.B., Persson, M., Letts, J. A., Polakowski, R., Bai, Y., ... & Evans, S.V. (2008). ABO (H) veregrupi A ja B glükosüültransferaasid tunnevad ära substraadi spetsiifiliste konformatsiooniliste muutuste kaudu. Journal of Biological Chemistry, 283 (15), 10097-10108.
  2. Aranda Moratalla, J. (2015). DNA-metüültransferaaside arvutuslik uuring. DNA metüülimise epigeneetilise mehhanismi analüüs (Thesis-Doctoral, University of Valencia-Spain).
  3. Armstrong, R. N. (1997). Glutatiooni transferaaside struktuur, katalüütiline mehhanism ja areng. Keemilised uuringud toksikoloogias, 10 (1), 2-18.
  4. Aznar Cano, E. (2014). "Helicobacter pylori" faagiuuring fenotüüpiliste ja genotüüpiliste meetoditega (doktoritöö, Universidad Complutense de Madrid)
  5. Boyce, S., & Tipton, K. F. (2001). Ensüümide klassifikatsioon ja nomenklatuur. eLS.
  6. Bresnick, E., & Mossé, H. (1966). Aspartaat-karbamoüültransferaas roti maksast. 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). Konserveeritud jäägid Arg188 ja Asp302 on olulised aktiivse saidi organisatsiooni ja katalüüsi jaoks inimese ABO (H) veregrupi A ja B glükosüültransferaasides. Glycobiology, 28 (8), 624-636
  8. Grimes, W. J. (1970). Siaalhappe transferaasid ja siaalhappetasemed normaalsetes ja transformeeritud rakkudes. Biochemistry, 9 (26), 5083-5092.
  9. Grimes, W. J. (1970). Siaalhappe transferaasid ja siaalhappetasemed normaalsetes ja transformeeritud rakkudes. Biochemistry, 9 (26), 5083-5092.
  10. Hayes, J. D., Flanagan, J. U. & Jowsey, I. R. (2005). Glutatiooni transferaasid. Annu. Pharmacol. Toxicol., 45, 51-88.
  11. Hersh, L. B., ja Jencks, W. P. (1967). Koensüüm A Transferaasi kineetika ja vahetusreaktsioonid. Journal of Biological Chemistry, 242 (15), 3468-3480
  12. Jencks, W. P. (1973). 11 Koensüüm A transferaasid. In Ensüümid (Vol. 9, lk. 483-496). Academic Press.
  13. Lairson, L.L., Henrissat, B., Davies, G.J. & Withers, S.G. (2008). Glükosüültransferaasid: struktuurid, funktsioonid ja mehhanismid. Biokeemia iga-aastane ülevaade, 77
  14. Lairson, L.L., Henrissat, B., Davies, G.J. & Withers, S.G. (2008). Glükosüültransferaasid: struktuurid, funktsioonid ja mehhanismid. Biokeemia iga-aastane ülevaade, 77.
  15. Lambalot, R. H., Gehring, A.M., Flugel, R.S., Zuber, P., LaCelle, M., Marahiel, M.A., ... & Walsh, C. T. (1996). Uus ensüümi superferefosfosfosfaatetüleeni transferaasid. Keemia ja bioloogia, 3 (11), 923-936
  16. Mallard, C., Tolcos, M., Leditschke, J., Campbell, P., & Rees, S. (1999). Koliinatsetüültransferaasi immunoreaktiivsuse vähenemine, kuid mitte muskariin-m2 retseptori immunoreaktiivsus SIDS-i imikute ajurünnakus. Journal of neuropathology and experimental neurology, 58 (3), 255-264
  17. Mannervik, B. (1985). Glutatiooni transferaasi isoensüümid. Edusammud molekulaarbioloogia ensüümi ja sellega seotud valdkondades, 57, 357-417
  18. MEHTA, P. K., HALE, T. I., & CHRISTEN, P. (1993). Aminotransferaasid: homoloogia ja evolutsiooniliste alarühmade jagunemine. European Journal of Biochemistry, 214 (2), 549-561
  19. Monro, R. E., Staehelin, T., Celma, M.L., & Vazquez, D. (1969, jaanuar). Ribosoomide peptidüül transferaasi aktiivsus. Cold Spring Harbouri sümpoosionides kvantitatiivse bioloogia kohta (Vol. 34, lk 357-368). Cold Spring Harbour Laboratory Press.
  20. Montes, C. P. (2014). Ensüümid toidus? Toidu biokeemia. Ülikooli ajakiri UNAM, 15, 12.
  21. Morton, R. K. (1953). Hüdrolüütiliste ensüümide transferaasi aktiivsus. Nature, 172 (4367), 65.
  22. Negishi, M., Pedersen, L.G., Petrotchenko, E., Shevtsov, S., Gorokhov, A., Kakuta, Y. & Pedersen, L. C. (2001). Sulfotransferaaside struktuur ja funktsioon. Biokeemia ja biofüüsika arhiivid, 390 (2), 149-157
  23. Rahvusvahelise Biokeemia ja Molekulaarbioloogia Liidu (NC-IUBMB) nomenklatuurikomitee. (2019). Välja otsitud aadressilt qmul.ac.uk
  24. Rej, R. (1989). Aminotransferaasid haiguses. Laboratooriumi kliinikud, 9 (4), 667-687.
  25. Xu, D., Song, D., Pedersen, L. C., & Liu, J. (2007). Heparaansulfaadi 2-O-sulfotransferaasi ja kondroitiinsulfaadi 2-O-sulfotransferaasi mutatsiooniuuring. Journal of Biological Chemistry, 282 (11), 8356-8367