Procesy, funkce, názvosloví a podtřídy transferáz

The transferázy jsou to enzymy odpovědné za přenos funkčních skupin ze substrátu, který působí jako dárce na jiný, který působí jako receptor. Většina metabolických procesů nezbytných pro život zahrnuje enzymy transferázy.

První pozorování reakcí katalyzovaných těmito enzymy dokumentoval v roce 1953 Dr. R. K. Morton, který pozoroval přenos fosfátové skupiny z alkalické fosfatázy na β-galaktosidázu, která působila jako receptor pro fosfátovou skupinu..

Názvosloví transferázových enzymů se obecně provádí podle povahy molekuly, která přijímá funkční skupinu v reakci, například: DNA-methyltransferáza, Glutathion-transferáza, 1,4-α-glukan 6-α-glukosyltransferáza, mimo jiné.

Transferázy jsou enzymy s biotechnologickým významem, zejména v potravinářském a farmaceutickém průmyslu. Jejich geny mohou být upraveny tak, aby prováděly specifické činnosti v organismech, čímž přispívají přímo ke zdraví spotřebitele nad rámec nutričních výhod..

Prebiotické léky na střevní flóru jsou bohaté na transferázy, protože se podílejí na tvorbě sacharidů, které podporují růst a vývoj prospěšných mikroorganismů ve střevě..

Nedostatky, strukturální poškození a přerušení procesů katalyzovaných transferázami způsobují hromadění produktů v buňce, a proto je s těmito enzymy spojeno mnoho různých nemocí a patologií..

Nesprávná funkce transferáz způsobuje nemoci, jako je galaktosemie, Alzheimerova choroba, Huntingtonova choroba a další.

Rejstřík článků

• 1 Biologické procesy, kterých se účastní
• 2 funkce
• 3 Názvosloví
• 4 podtřídy
  • 4.1 EC.2.1 Přenosové skupiny atomu uhlíku
  • 4.2 EC.2.2 Přenos aldehydových nebo ketonových skupin
  • 4.3 EC.2.3 Acyltransferázy
  • 4.4 EC.2.4 Glykosyltransferázy
  • 4.5 EC.2.5 Přeneste alkylové nebo arylové skupiny, kromě methylových skupin
  • 4.6 EC.2.6 Přenos dusíkových skupin
  • 4.7 EC.2.7 Přenosové skupiny obsahující fosfátové skupiny
  • 4.8 EC.2.8 Přenosové skupiny obsahující síru
  • 4.9 EC.2.9 Přenosové skupiny obsahující selen
  • 4.10 EC.2.10 Přenosové skupiny obsahující buď molybden nebo wolfram
• 5 Reference

Biologické procesy, kterých se účastní

Mezi velkým počtem metabolických procesů, na kterých se podílejí transferázy, je biosyntéza glykosidů a metabolismus cukrů obecně..

Enzym glukotransferázy je zodpovědný za konjugaci antigenů A a B na povrchu červených krvinek. Tyto variace ve vazbě antigenu pocházejí z polymorfismu aminokyselin Pro234Ser původní struktury B-transferáz..

Glutathion-S-transferáza v játrech se podílí na detoxikaci jaterních buněk a pomáhá je chránit před reaktivními druhy kyslíku (ROS), volnými radikály a peroxidy vodíku, které se hromadí v buněčné cytoplazmě a jsou vysoce toxické.

Aspartátkarbamoyltransferáza katalyzuje biosyntézu pyrimidinů v metabolismu nukleotidů, základních složek nukleových kyselin a vysokoenergetických molekul používaných v mnoha buněčných procesech (například ATP a GTP).

Transferázy se přímo účastní regulace mnoha biologických procesů umlčením epigenetických mechanismů sekvencí DNA, které kódují informace nezbytné pro syntézu buněčných prvků.

Histon acetyltransferázy acetylátují konzervované zbytky lysinu na histonech přenosem acetylové skupiny z molekuly acetyl-CoA. Tato acetylace stimuluje aktivaci transkripce spojené s vývojem nebo relaxací euchromatinu..

Fosfotransferázy katalyzují přenos fosfátových skupin pravděpodobně ve všech buněčných metabolických kontextech. Má důležitou roli ve fosforylaci sacharidů.

Aminotransferázy katalyzují reverzibilní přenos aminoskupin z aminokyselin na oxokyseliny, což je jedna z mnoha transformací aminokyselin zprostředkovaných enzymy závislými na vitaminu B6..

Funkce

Transferázy katalyzují pohyb chemických skupin prováděním níže uvedené reakce. V následující rovnici písmeno „X“ představuje donorovou molekulu funkční skupiny „Y“ a „Z“ působí jako akceptor.

X-Y + Z = X + Y-Z

Jedná se o enzymy se silným elektronegativním a nukleofilním prvkem v jejich složení; tyto prvky jsou odpovědné za přenosovou kapacitu enzymu.

Skupinami mobilizovanými transferázami jsou obecně aldehydové a ketonové zbytky, acylové, glukosylové, alkylové, dusíkaté a na dusík bohaté skupiny, fosfor, skupiny obsahující síru, mimo jiné..

Nomenklatura

Klasifikace transferáz se řídí obecnými pravidly pro klasifikaci enzymů navrženými Enzymovou komisí (Enzymová komise) v roce 1961. Podle výboru obdrží každý enzym číselný kód pro svou klasifikaci.

Umístění čísel v kódu označuje každou divizi nebo kategorii v klasifikaci a těmto číslům předcházejí písmena „ES“.

Při klasifikaci transferáz první číslo představuje třídu enzymů, druhé číslo symbolizuje typ skupiny, kterou přenášejí, a třetí číslo označuje substrát, na který působí..

Nomenklatura třídy transferáz je EC.2. Má deset podtříd, takže enzymy se nacházejí v kódu z EC.2.1 až do EC.2.10.  Každý denotát podtřídy se provádí hlavně podle typu skupiny, která přenáší enzym.

Podtřídy

Deset tříd enzymů v rodině transferáz je:

EC.2.1 Přenosové skupiny atomu uhlíku

Přenášejí skupiny, které obsahují jeden uhlík. Například methyltransferáza přenáší methylovou skupinu (CH3) na dusíkaté báze DNA. Enzymy této skupiny přímo regulují translaci genů.

EC.2.2 Přenos aldehydových nebo ketonových skupin

Mobilizují aldehydové skupiny a ketonové skupiny, které mají jako receptorové skupiny sacharidy. Karbamyltransferáza představuje mechanismus regulace a syntézy pyrimidinů.

EC.2.3 Acyltransferázy

Tyto enzymy přenášejí acylové skupiny na deriváty aminokyselin. Peptidyltransferáza provádí během procesu translace nezbytnou tvorbu peptidových vazeb mezi sousedními aminokyselinami.

EC.2.4 Glykosyltransferázy

Katalyzují tvorbu glykosidových vazeb pomocí fosfátových cukerných skupin jako donorových skupin. Všechny živé bytosti představují sekvence DNA pro glykosyltransferázy, protože se účastní syntézy glykolipidů a glykoproteinů.

EC.2.5 Přeneste alkylové nebo arylové skupiny, kromě methylových skupin

Mobilizují alkylové nebo arylové skupiny (jiné než CH3), jako jsou například dimethylové skupiny. Mezi nimi je glutathiontransferáza, která byla zmíněna dříve..

EC.2.6 Přenos dusíkových skupin

Enzymy této třídy přenášejí dusíkové skupiny, jako je -NH2 a -NH. Mezi tyto enzymy patří aminotransferázy a transaminázy..

EC.2.7 Přenosové skupiny obsahující fosfátové skupiny

Katalyzují fosforylaci substrátů. Substráty těchto fosforylací jsou obecně cukry a další enzymy. Fosfotransferázy transportují cukry do buňky a současně je fosforylují.

EC.2.8 Přenosové skupiny obsahující síru

Jsou charakterizovány katalyzováním přenosu skupin, které ve své struktuře obsahují síru. Koenzym A transferáza patří do této podtřídy.

EC.2.9 Přenosové skupiny obsahující selen

Jsou běžně známé jako seleniotransferázy. Ty mobilizují skupiny L-serilů k přenosu RNA.

EC.2.10 Přenosové skupiny obsahující buď moly nebo wolfram

Transferázy této skupiny mobilizují skupiny obsahující molybden nebo wolfram na molekuly, které mají jako akceptory sulfidové skupiny..

Reference

1. Alfaro, J. A., Zheng, R. B., Persson, M., Letts, J. A., Polakowski, R., Bai, Y.,… & Evans, S. V. (2008). Glykosyltransferázy ABO (H) z krevní skupiny A a B rozpoznávají substrát prostřednictvím specifických konformačních změn. Journal of Biological Chemistry, 283 (15), 10097-10108.
2. Aranda Moratalla, J. (2015). Výpočtová studie DNA-metyltransferáz. Analýza epigenetického mechanismu methylace DNA (disertační práce, University of Valencia, Španělsko).
3. Armstrong, R. N. (1997). Struktura, katalytický mechanismus a vývoj glutathiontransferáz. Chemický výzkum v toxikologii, 10 (1), 2-18.
4. Aznar Cano, E. (2014). Fágová studie „Helicobacter pylori“ fenotypovými a genotypovými metodami (Doktorská disertační práce, Complutense University of Madrid)
5. Boyce, S., & Tipton, K.F. (2001). Klasifikace a nomenklatura enzymů. eLS.
6. Bresnick, E., & Mossé, H. (1966). Aspartát karbamoyltransferáza z potkaních jater. 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). Konzervované zbytky Arg188 a Asp302 jsou rozhodující pro organizaci aktivního místa a katalýzu v lidských ABO (H) krevních skupinách A a B glykosyltransferázách. Glycobiology, 28 (8), 624-636
8. Grimes, W. J. (1970). Transferázy a hladiny kyseliny sialové v normálních a transformovaných buňkách. Biochemistry, 9 (26), 5083-5092.
9. Grimes, W. J. (1970). Transferázy a hladiny kyseliny sialové v normálních a transformovaných buňkách. Biochemie, 9(26), 5083-5092.
10. Hayes, J. D., Flanagan, J. U., & Jowsey, I. R. (2005). Glutathiontransferázy. Annu. Pharmacol. Toxicol., Čtyři pět, 51-88.
11. Hersh, L. B., & Jencks, W. P. (1967). Kinetika koenzymu A transferázy a výměnné reakce. Journal of Biological Chemistry, 242 (15), 3468-3480
12. Jencks, W. P. (1973). 11 Transferázy koenzymu A. In The Enzymy (svazek 9, str. 483-496). Akademický tisk.
13. Lairson, L. L., Henrissat, B., Davies, G. J., & Withers, S. G. (2008). Glykosyltransferázy: struktury, funkce a mechanismy. Roční přehled biochemie, 77
14. Lairson, L. L., Henrissat, B., Davies, G. J., & Withers, S. G. (2008). Glykosyltransferázy: struktury, funkce a mechanismy. Roční přehled biochemie, 77.
15. Lambalot, R. H., Gehring, A. M., Flugel, R. S., Zuber, P., LaCelle, M., Marahiel, M. A., ... & Walsh, C. T. (1996). Nová nadrodina enzymů, fosfopantetheinyltransferázy. Chemie a biologie, 3(11), 923-936
16. Mallard, C., Tolcos, M., Leditschke, J., Campbell, P., & Rees, S. (1999). Snížení imunoreaktivity cholin acetyltransferázy, ale nikoli imunoreaktivity receptoru muskarinových-m2 v mozkovém kmeni kojenců SIDS. Časopis neuropatologie a experimentální neurologie, 58 (3), 255-264
17. Mannervik, B. (1985). Izoenzymy glutathiontransferázy. Pokroky v enzymologii a souvisejících oblastech molekulární biologie, 57, 357-417
18. MEHTA, P. K., HALE, T. I., & CHRISTEN, P. (1993). Aminotransferázy: demonstrace homologie a rozdělení do evolučních podskupin. European Journal of Biochemistry, 214(2), 549-561
19. Monro, R. E., Staehelin, T., Celma, M. L. a Vazquez, D. (1969, leden). Peptidyltransferázová aktivita ribozomů. v Sympozia Cold Spring Harbor o kvantitativní biologii (Vol. 34, str. 357-368). Cold Spring Harbor Laboratory Press.
20. Montes, C. P. (2014). Enzymy v potravinách? Biochemie jedlé. Univerzitní časopis UNAM, patnáct, 12.
21. Morton, R. K. (1953). Transferázová aktivita hydrolytických enzymů. Příroda, 172(4367), 65.
22. Negishi, M., Pedersen, L. G., Petrotchenko, E., Shevtsov, S., Gorokhov, A., Kakuta, Y., & Pedersen, L. C. (2001). Struktura a funkce sulfotransferáz. Archivy biochemie a biofyziky, 390(2), 149-157
23. Výbor pro nomenklaturu Mezinárodní unie pro biochemii a molekulární biologii (NC-IUBMB). (2019). Citováno z qmul.ac.uk
24. Rej, R. (1989). Aminotransferázy při nemoci. Kliniky laboratorní medicíny, 9(4), 667-687.
25. Xu, D., Song, D., Pedersen, L. C. a Liu, J. (2007). Mutační studie heparan sulfát 2-O-sulfotransferázy a chondroitin sulfátu 2-O-sulfotransferázy. Journal of Biological Chemistry, 282(11), 8356-8367