Transferase biologische processen, functies, nomenclatuur en subklassen



de transferasen zijn enzymen die verantwoordelijk zijn voor de overdracht van functionele groepen van een substraat die als een donor voor een andere fungeren die als een receptor werkt. De meeste van de essentiële metabole processen voor het leven hebben betrekking op transferase-enzymen.

De eerste waarneming van de reacties gekatalyseerd door deze enzymen is in 1953 beschreven door Dr. K. R. Morton, die de overdracht van een fosfaatgroep van een alkalische fosfatase β-galactosidase waargenomen richting als het opnemen van de fosfaatgroep.

De nomenclatuur van de transferase enzymen wordt gewoonlijk uitgevoerd volgens de aard van het molecuul dat de functionele groep in de reactie accepteert, bijvoorbeeld DNA-methyltransferase, glutathion transferase, α-1,4-glucan-6 α-glucosyltransferase, onder andere.

Transferases zijn enzymen met biotechnologisch belang, vooral in de voedings- en geneesmiddelenindustrie. Hun genen kunnen worden aangepast om specifieke activiteiten in organismen te vervullen, en dragen zo rechtstreeks bij aan de gezondheid van de consument, naast het voedingsvoordeel.

De prebiotische geneesmiddelen voor de darmflora zijn rijk aan transferasen, omdat deze deelnemen aan de vorming van koolhydraten die de groei en ontwikkeling van nuttige micro-organismen in de darm bevorderen.

De tekortkomingen, structurele schade en onderbrekingen in de processen die door de transferasen worden gekatalyseerd, veroorzaken de accumulatie van producten in de cel. Daarom zijn veel verschillende ziekten en pathologieën geassocieerd met dergelijke enzymen..

De storing van transferasen veroorzaakt ziekten zoals galactosemie, Alzheimer, de ziekte van Huntington, onder andere.

index

  • 1 Biologische processen waaraan zij deelnemen
  • 2 functies
  • 3 Nomenclatuur
  • 4 subklassen
    • 4.1 EC.2.1 Transfergroepen van een koolstofatoom
    • 4.2 EC.2.2 Transfer aldehyde- of ketongroepen
    • 4.3 EC.2.3 Acyltransferasen
    • 4.4 EC.2.4 Glycosyltransferasen
    • 4.5 EC.2.5 Transfer alkyl- of arylgroepen, behalve methylgroepen
    • 4.6 EC.2.6 Breng stikstofgroepen over
    • 4.7 EC.2.7 Transfergroepen die fosfaatgroepen bevatten
    • 4.8 EC.2.8 Transfergroepen die zwavel bevatten
    • 4.9 EC.2.9 Transfergroepen die selenium bevatten
    • 4.10 EC.2.10 Transfergroepen die molybdeen of wolfraam bevatten
  • 5 Referenties

Biologische processen waaraan zij deelnemen

Onder het grote aantal metabole processen waarbij transferases zijn betrokken zijn de glycoside biosynthese en het metabolisme van suikers in het algemeen.

Een enzymglucotransferase is verantwoordelijk voor de conjugatie van antigenen A en B op het oppervlak van rode bloedcellen. Deze variaties in de binding van antigenen zijn afkomstig van een polymorfisme van de Pro234Ser-aminozuren van de oorspronkelijke structuur van de B-transferasen.

De Glutathion-S-transferase in de lever is betrokken bij het ontgiften van levercellen, waardoor reactieve zuurstofsoorten (ROS), vrije radicalen en waterstof peroxyden die zich ophopen in het cytoplasma en zijn bescherming zeer giftig.

Aspartaat carbamoyl transferase katalyseert de biosynthese van pyrimidines in het metabolisme van nucleotiden, fundamentele componenten van nucleïnezuren en hoogenergetische moleculen die worden gebruikt in meerdere cellulaire processen (zoals ATP en GTP, bijvoorbeeld).

Transferases nemen direct deel aan de regulatie van vele biologische processen door de DNA-sequenties die coderen voor de informatie die nodig is voor de synthese van cellulaire elementen door middel van epigenetische mechanismen tot zwijgen te brengen.

Histon acetyltransferasen geacetyleerde geconserveerde lysine residuen in histonen door het overbrengen van een acetyl groep van een acetyl-CoA molecuul. Deze acetylering stimuleert de activering van transcriptie geassocieerd met de ontwikkeling of relaxatie van euchromatine.

Fosfotransferasen katalyseren de overdracht van fosfaatgroepen in waarschijnlijk alle cellulaire metabole contexten. Het heeft een belangrijke rol bij de fosforylering van koolhydraten.

Aminotransferasen katalyseren de omkeerbare overdracht van aminogroepen van aminozuren naar oxzuren, een van de vele transformaties van aminozuren gemedieerd door vitamine B6-afhankelijke enzymen.

functies

De transferasen katalyseren de beweging van chemische groepen die voldoen aan de hieronder weergegeven reactie. In de volgende vergelijking staat de letter "X" voor het donormolecuul van de functionele groep "Y" en werkt "Z" als de acceptor.

X-Y + Z = X + Y-Z

Dit zijn enzymen met sterke elektronegatieve en nucleofiele elementen in hun samenstelling; deze elementen zijn verantwoordelijk voor de overdrachtscapaciteit van het enzym.

De groepen gemobiliseerd door de transferasen zijn in het algemeen aldehyde- en ketonresiduen, acyl-, glucosyl-, alkyl-, stikstof- en stikstofrijke groepen, fosfor, zwavelbevattende groepen, onder andere..

nomenclatuur

De classificatie van transferasen volgt de algemene regels voor de classificatie van enzymen voorgesteld door de Enzyme Commissie in 1961. Volgens de commissie krijgt elk enzym een ​​numerieke code voor zijn classificatie.

De positie van de cijfers in de code geeft elk van de afdelingen of categorieën in de classificatie aan en deze cijfers worden voorafgegaan door de letters "EC".

In de classificatie van transferasen vertegenwoordigt het eerste getal de enzymatische klasse, het tweede getal symboliseert het type groep dat ze overdragen en het derde getal verwijst naar het substraat waarop ze handelen.

De nomenclatuur van de klasse van transferases is EC.2. Het heeft tien subklassen, dus enzymen worden gevonden met de code van Eq.2.1 tot de EC.2.10.  Elke denotatie van de subklasse wordt hoofdzakelijk gedaan volgens de typegroep die het enzym overdraagt.

subklassen

De tien klassen van enzymen binnen de familie van transferasen zijn:

EC.2.1 Transfergroepen van een koolstofatoom

Ze dragen groepen over met een enkele koolstof. Methyltransferase draagt ​​bijvoorbeeld een methylgroep (CH3) over aan de stikstofhoudende basen van het DNA. De enzymen in deze groep reguleren rechtstreeks de translatie van genen.

EC.2.2 Transfer aldehyde- of ketongroepen

Ze mobiliseren aldehydegroepen en ketongroepen met sacchariden als receptorgroepen. Carbamyltransferase vertegenwoordigt een mechanisme van regulatie en synthese van pyrimidines.

EC.2.3 Acyltransferasen

Deze enzymen dragen acylgroepen over aan aminozuurderivaten. Het peptidyltransferase voert de essentiële vorming van peptidebindingen tussen aangrenzende aminozuren tijdens het translatieproces uit.

EC.2.4 Glycosyltransferasen

Ze katalyseren de vorming van glycosidebindingen met behulp van fosfaatsuikergroepen als donorgroepen. Alle levende wezens presenteren DNA-sequenties voor glycosyltransferasen, omdat ze deelnemen aan de synthese van glycolipiden en glycoproteïnen.

EC.2.5 Breng alkyl- of arylgroepen over, behalve methylgroepen

Ze mobiliseren bijvoorbeeld alkyl- of arylgroepen (anders dan CH3) als dimethylgroepen. Onder hen is glutathion transferase, dat hierboven werd genoemd.

EC.2.6 Overdracht van stikstofgroepen

Enzymen van deze klasse transporteren stikstofgroepen zoals -NH2 en -NH. Onder deze enzymen bevinden zich aminotransferasen en transaminasen.

EC.2.7 Transfergroepen die fosfaatgroepen bevatten

Ze katalyseren de fosforylering van substraten. Over het algemeen zijn de substraten van deze fosforylaties suikers en andere enzymen. Fosfotransferasen transporteren suikers naar het binnenste van de cel door ze tegelijkertijd te fosforyleren.

EC.2.8 Transfergroepen die zwavel bevatten

Ze worden gekarakteriseerd door de overdracht van zwavelhoudende groepen in hun structuur te katalyseren. Coenzym Een transferase behoort tot deze subklasse.

EC.2.9 Transfergroepen die selenium bevatten

Ze zijn algemeen bekend als seleniotransferasen. Deze mobiliseren L-serylgroepen om RNA's over te dragen.

EC.2.10 Brengt groepen over die molybdeen of wolfraam bevatten

De transferasen van deze groep mobiliseren groepen die molybdeen of wolfraam bevatten naar moleculen die sulfidegroepen als acceptoren bezitten.

referenties

  1. Alfaro, J.A., Zheng, R.B., Persson, M., Letts, J.A., Polakowski, R., Bai, Y., ... & Evans, S.V. (2008). ABO (H) bloedgroep A en B glycosyltransferasen herkennen substraat via specifieke conformationele veranderingen. Journal of Biological Chemistry, 283 (15), 10097-10108.
  2. Aranda Moratalla, J. (2015). Computationeel onderzoek van DNA-methyltransferasen. Analyse van het epigenetische mechanisme van DNA-methylatie (Thesis-Doctoral, University of Valencia-Spain).
  3. Armstrong, R. N. (1997). Structuur, katalytisch mechanisme en evolutie van de glutathione transferases. Chemisch onderzoek in toxicologie, 10 (1), 2-18.
  4. Aznar Cano, E. (2014). Faagstudie van "Helicobacter pylori" door fenotypische en genotypische methoden (proefschrift, Universidad Complutense de Madrid)
  5. Boyce, S., & Tipton, K.F. (2001). Enzymclassificatie en nomenclatuur. Els.
  6. Bresnick, E., & Mossé, H. (1966). Aspartaat carbamoyltransferase van rattenlever. 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). Geconserveerde resten Arg188 en Asp302 zijn van cruciaal belang voor actieve organisatie van de locatie en katalyse in humane ABO (H) bloedgroep A en B glycosyltransferasen. Glycobiology, 28 (8), 624-636
  8. Grimes, W.J. (1970). Siaalzuurtransferasen en siaalzuurniveaus in normale en getransformeerde cellen. Biochemistry, 9 (26), 5083-5092.
  9. Grimes, W.J. (1970). Siaalzuurtransferasen en siaalzuurniveaus in normale en getransformeerde cellen. Biochemistry, 9 (26), 5083-5092.
  10. Hayes, J.D., Flanagan, J. U., & Jowsey, I.R. (2005). Overdamping van glutathion. Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol., 45, 51-88.
  11. Hersh, L. B., & Jencks, W.P. (1967). Co-enzym A Transferase-kinetiek en uitwisselingsreacties. Journal of Biological Chemistry, 242 (15), 3468-3480
  12. Jencks, W.P. (1973). 11 Coenzyme A-transferasen. In The Enzymen (Deel 9, pagina 483-496). Academische pers.
  13. Lairson, L.L., Henrissat, B., Davies, G.J., & Withers, S.G. (2008). Glycosyltransferasen: structuren, functies en mechanismen. Jaarlijkse beoordeling van de biochemie, 77
  14. Lairson, L.L., Henrissat, B., Davies, G.J., & Withers, S.G. (2008). Glycosyltransferasen: structuren, functies en mechanismen. Jaarlijkse beoordeling van de biochemie, 77.
  15. Lambalot, R.H., Gehring, A.M., Flugel, R.S., Zuber, P., LaCelle, M., Marahiel, M.A., ... & Walsh, C. T. (1996). Een nieuwe superfamilie van het enzym de fosfopantethexyl-transferasen. Chemistry & biology, 3 (11), 923-936
  16. Mallard, C., Tolcos, M., Leditschke, J., Campbell, P., & Rees, S. (1999). Vermindering van de immunoreactiviteit van choline-acetyltransferase maar niet van muscarine-m2 receptor immunoreactiviteit in de hersenstam van SIDS-zuigelingen. Journal of neuropathology and experimentental neurology, 58 (3), 255-264
  17. Mannervik, B. (1985). De isoenzymen van glutathiontransferase. Vooruitgang in de enzymologie en aanverwante gebieden van de moleculaire biologie, 57, 357-417
  18. MEHTA, P.K., HALE, T.I., & CHRISTEN, P. (1993). Aminotransferasen: demonstratie van homologie en opdeling in evolutionaire subgroepen. European Journal of Biochemistry, 214 (2), 549-561
  19. Monro, R.E., Staehelin, T., Celma, M.L., & Vazquez, D. (1969, januari). De peptidyltransferaseactiviteit van ribosomen. In Cold Spring Harbor symposia over kwantitatieve biologie (Deel 34, pagina 357-368). Cold Spring Harbor laboratoriumpers.
  20. Montes, C.P. (2014). Enzymen in eten? Biochemie van de eetbare. University Journal UNAM, 15, 12.
  21. Morton, R.K. (1953). Transferase-activiteit van hydrolytische enzymen. Nature, 172 (4367), 65.
  22. Negishi, M., Pedersen, L.G., Petrotchenko, E., Shevtsov, S., Gorokhov, A., Kakuta, Y., & Pedersen, L.C. (2001). Structuur en functie van sulfotransferasen. Archieven van biochemie en biofysica, 390 (2), 149-157
  23. Nomenclatuur Comité van de Internationale Unie voor Biochemie en Moleculaire Biologie (NC-IUBMB). (2019). Teruggeplaatst van qmul.ac.uk
  24. Rej, R. (1989). Aminotransferasen bij ziekte. Klinieken in de laboratoriumgeneeskunde, 9 (4), 667-687.
  25. Xu, D., Song, D., Pedersen, L.C., & Liu, J. (2007). Mutatie-onderzoek van heparaansulfaat 2-O-sulfotransferase en chondroïtinesulfaat 2-O-sulfotransferase. Journal of Biological Chemistry, 282 (11), 8356-8367