TRANSFERASES: PROSESSER, FUNKSJONER, NOMENKLATUR OG UNDERKLASSER - BIOLOGI - 2026

De transferaser er enzymer som overfører funksjonelle grupper av et substrat som virker som donor til en annen som virker som en mottager. De fleste av metabolske prosesser som er essensielle for livet involverer transferaseenzymer.

Den første observasjonen av reaksjonene katalysert av disse enzymene ble dokumentert i 1953 av Dr. RK Morton, som observerte overføringen av en fosfatgruppe fra en alkalisk fosfatase til en ß-galaktosidase som fungerte som en reseptor for fosfatgruppen.

Glycin N-metyltransferase (Kilde: Jawahar Swaminathan og MSD-ansatte ved European Bioinformatics Institute via Wikimedia Commons)

Nomenklaturen til transferase-enzymer er vanligvis laget i henhold til arten av molekylet som aksepterer den funksjonelle gruppen i reaksjonen, for eksempel: DNA-metyltransferase, Glutathion-transferase, 1,4-a-glucan 6-a-glukosyltransferase, blant andre.

Transferaser er enzymer med bioteknologisk betydning, spesielt i næringsmiddelindustrien. Genene deres kan modifiseres for å utføre spesifikke aktiviteter i organismer, og dermed bidra direkte til forbrukerens helse, utover ernæringsmessige fordeler.

Prebiotiske medisiner mot tarmfloraen er rik på transferaser, siden disse deltar i dannelsen av karbohydrater som favoriserer vekst og utvikling av gunstige mikroorganismer i tarmen.

Mangler, strukturelle skader og avbrudd i prosessene katalysert av transferaser forårsaker akkumulering av produkter i cellen, og det er derfor mange forskjellige sykdommer og patologier er assosiert med slike enzymer.

Feil i transferaser forårsaker blant annet sykdommer som galaktosemi, Alzheimers, Huntingtons sykdom.

Biologiske prosesser de deltar i

Blant det store antall metabolske prosesser som transferaser deltar i er biosyntesen av glykosider og metabolismen av sukker generelt.

Et glukotransferaseenzym er ansvarlig for konjugering av A- og B-antigener på overflaten av røde blodlegemer. Disse variasjonene i antigenbinding forårsakes av en polymorfisme av Pro234Ser-aminosyrene med den opprinnelige strukturen til B-transferaser.

Glutathione-S-transferase i leveren deltar i avgiftning av leverceller, og hjelper til med å beskytte dem mot reaktive oksygenarter (ROS), frie radikaler og hydrogenperoksider som samler seg i cellecytoplasma og er svært giftig.

Glutathione-S-Transferase (Kilde: Jawahar Swaminathan og MSD-ansatte ved European Bioinformatics Institute via Wikimedia Commons)

Aspartatkarbamoyltransferase katalyserer biosyntese av pyrimidiner i metabolismen av nukleotider, grunnleggende komponenter av nukleinsyrer og høyeenergimolekyler som brukes i flere cellulære prosesser (for eksempel ATP og GTP, for eksempel).

Transferaser deltar direkte i reguleringen av mange biologiske prosesser ved å dempe DNA-sekvensene som koder for informasjon som er nødvendig for syntesen av celleelementer ved hjelp av epigenetiske mekanismer.

Histonacetyltransferaser acetylat konserverte lysinrester på histoner ved å overføre en acetylgruppe fra et acetyl-CoA-molekyl. Denne acetyleringen stimulerer aktiveringen av transkripsjon assosiert med avvikling eller avslapping av euchromatin.

Fosfotransferaser katalyserer overføringen av fosfatgrupper i sannsynligvis alle cellulære metabolske sammenhenger. Det har en viktig rolle i karbohydratfosforylering.

Aminotransferaser katalyserer den reversible overføringen av aminogrupper fra aminosyrer til oksidsyrer, en av mange aminosyretransformasjoner formidlet av vitamin B6-avhengige enzymer.

Egenskaper

Transferaser katalyserer bevegelsen av kjemiske grupper ved å utføre reaksjonen vist nedenfor. I den følgende ligningen representerer bokstaven "X" donormolekylet i den funksjonelle gruppen "Y" og "Z" som akseptoren.

XY + Z = X + YZ

Dette er enzymer med sterke elektronegative og nukleofile elementer i deres sammensetning; Disse elementene er ansvarlige for overføringskapasiteten til enzymet.

Gruppene mobilisert ved hjelp av transferasene er generelt aldehyd- og ketonrester, acyl, glukosyl, alkyl, nitrogenholdige og nitrogenrike grupper, fosfor, svovelholdige grupper, blant andre.

nomenklatur

Klassifiseringen av transferaser følger de generelle reglene for klassifisering av enzymer foreslått av enzymkommisjonen i 1961. I følge komiteen mottar hvert enzym en numerisk kode for sin klassifisering.

Plasseringen av tallene i koden indikerer hver av divisjonene eller kategoriene i klassifiseringen, og disse tallene er foran med bokstavene "EC".

I klassifiseringen av transferaser representerer det første tallet enzymklassen, det andre tallet symboliserer typen gruppe de overfører, og det tredje tallet refererer til underlaget som de virker på.

Nomenklaturen for klassen av transferaser er EC.2 . Den har ti underklasser, så det er enzymer med koden fra EC.2.1 til EC.2.10 . Hver betegnelse på underklassen er hovedsakelig avhengig av typen gruppe som overfører enzymet.

subklasser

De ti klassen enzymer i transferase-familien er:

EC.2.1 Overfør grupper av et karbonatom

De overfører grupper som inkluderer et enkelt karbon. Metyltransferase overfører for eksempel en metylgruppe (CH3) til nitrogenholdige baser av DNA. Enzymene i denne gruppen regulerer direkte oversettelse av gener.

EC.2.2 Overfør aldehyd- eller ketonogrupper

De mobiliserer aldehydgrupper og ketongrupper som har sakkarider som reseptorgrupper. Karbamyltransferase representerer en mekanisme for regulering og syntese av pyrimidiner.

EC.2.3 Acyltransferaser

Disse enzymene overfører acylgrupper til derivater av aminosyrer. Peptidyltransferase utfører den essensielle dannelsen av peptidbindinger mellom tilstøtende aminosyrer under translasjonsprosessen.

EC.2.4 Glykosyltransferaser

De katalyserer dannelsen av glykosidbindinger ved å bruke fosfatsukkergrupper som donorgrupper. Alle levende vesener presenterer DNA-sekvenser for glykosyltransferaser, siden de deltar i syntesen av glykolipider og glykoproteiner.

EC.2.5 Overfør alkyl- eller arylgrupper bortsett fra metylgrupper

De mobiliserer for eksempel alkyl- eller arylgrupper (annet enn CH3) som dimetylgrupper. Blant dem er glutathione transferase, som ble nevnt tidligere.

EC.2.6 Overfør nitrogengrupper

Enzymer av denne klassen overfører nitrogengrupper som -NH2 og -NH. Disse enzymene inkluderer aminotransferaser og transaminaser.

EC.2.7 Overføringsgrupper som inneholder fosfatgrupper

De katalyserer fosforylering av underlag. Generelt er substratene til disse fosforyleringene sukkerarter og andre enzymer. Fosfotransferaser transporterer sukker til cellen, samtidig som de fosforylerer dem.

EC.2.8 Overføringsgrupper som inneholder svovel

De er preget av katalysering av overføringen av grupper som inneholder svovel i deres struktur. Koenzym A-transferase tilhører denne underklassen.

EC.2.9 Overfør grupper som inneholder selen

De er ofte kjent som seleniotransferaser. Disse mobiliserer L-seril grupper for å overføre RNA.

EC.2.10 Overfør grupper som inneholder enten molybden eller wolfram

Transferasene fra denne gruppen mobiliserer grupper som inneholder molybden eller volfram til molekyler som har sulfidgrupper som akseptorer.

referanser

1. Alfaro, JA, Zheng, RB, Persson, M., Letts, JA, Polakowski, R., Bai, Y., … & Evans, SV (2008). ABO (H) blodgruppe A og B glykosyltransferaser gjenkjenner substrat via spesifikke konformasjonsendringer. Journal of Biologisk kjemi, 283 (15), 10097-10108.
2. Aranda Moratalla, J. (2015). Beregningsstudie av DNA-metyltransferaser. Analyse av den epigenetiske mekanismen for DNA-metylering (Doctoral Thesis, University of Valencia-Spain).
3. Armstrong, RN (1997). Struktur, katalytisk mekanisme og evolusjon av glutationtransferaser. Kjemisk forskning i toksikologi, 10 (1), 2-18.
4. Aznar Cano, E. (2014). Fagstudie av »Helicobacter pylori» etter fenotypiske og genotypiske metoder (doktorgradsavhandling, Universidad Complutense de Madrid)
5. Boyce, S., & Tipton, KF (2001). Enzymklassifisering og nomenklatur. Els.
6. Bresnick, E., & Mossé, H. (1966). Aspartatkarbamoyltransferase fra rottelever. Biochemical Journal, 101 (1), 63.
7. Gagnon, SM, Legg, MS, Polakowski, R., Letts, JA, Persson, M., Lin, S., … & Borisova, SN (2018). Konserverte rester Arg188 og Asp302 er kritiske for organisering og katalyse av aktivt sted i humane ABO (H) blodgruppe A og B glykosyltransferaser. Glykobiologi, 28 (8), 624-636
8. Grimes, WJ (1970). Sialic acid transferases og sialic acid nivåer i normale og transformerte celler. Biokjemi, 9 (26), 5083-5092.
9. Grimes, WJ (1970). Sialic acid transferases og sialic acid nivåer i normale og transformerte celler. Biokjemi, 9 (26), 5083-5092.
10. Hayes, JD, Flanagan, JU, & Jowsey, IR (2005). Glutathione-transferaser. Annu. Pastor Pharmacol. Toxicol. , 45, 51-88.
11. Hersh, LB, & Jencks, WP (1967). Koenzym A Transferase-kinetikk og utvekslingsreaksjoner. Journal of Biologisk kjemi, 242 (15), 3468-3480
12. Jencks, WP (1973). 11 koenzym A-transferaser. I enzymene (Vol. 9, s. 483-496). Academic Press.
13. Lairson, LL, Henrissat, B., Davies, GJ, & Withers, SG (2008). Glykosyltransferaser: strukturer, funksjoner og mekanismer. Årlig gjennomgang av biokjemi, 77
14. Lairson, LL, Henrissat, B., Davies, GJ, & Withers, SG (2008). Glykosyltransferaser: strukturer, funksjoner og mekanismer. Årlig gjennomgang av biokjemi, 77.
15. Lambalot, RH, Gehring, AM, Flugel, RS, Zuber, P., LaCelle, M., Marahiel, MA, … & Walsh, CT (1996). Et nytt enzym superfamilier fosfopantetheinyltransferasene. Kjemi & biologi, 3 (11), 923-936
16. Mallard, C., Tolcos, M., Leditschke, J., Campbell, P., & Rees, S. (1999). Reduksjon av immunoleaktivitet mot kolinacetyltransferase, men ikke muskarin-m2 reseptorimmunreaktivitet i hjernestammen til SIDS-spedbarn. Journal of neuropathology and eksperimental neurology, 58 (3), 255-264
17. Mannervik, B. (1985). Isoenzymene av glutathione transferase. Fremskritt innen enzymologi og relaterte områder av molekylærbiologi, 57, 357-417
18. MEHTA, PK, HALE, TI, & CHRISTEN, P. (1993). Aminotransferaser: demonstrasjon av homologi og inndeling i evolusjonære undergrupper. European Journal of Biochemistry, 214 (2), 549-561
19. Monro, RE, Staehelin, T., Celma, ML, & Vazquez, D. (1969, januar). Peptidyltransferase-aktiviteten til ribosomer. I Cold Spring Harbor-symposier om kvantitativ biologi (Vol. 34, s. 357-368). Cold Spring Harbor Laboratory Press.
20. Montes, CP (2014). Enzymer i mat? Biokjemi til spiselig. UNAM University Magazine, 15, 12.
21. Morton, RK (1953). Transferase-aktivitet av hydrolytiske enzymer. Nature, 172 (4367), 65.
22. Negishi, M., Pedersen, LG, Petrotchenko, E., Shevtsov, S., Gorokhov, A., Kakuta, Y., & Pedersen, LC (2001). Struktur og funksjon av sulfotransferaser. Arkiv for biokjemi og biofysikk, 390 (2), 149-157
23. Nomenklaturkomiteen til International Union of Biochemistry and Molecular Biology (NC-IUBMB). (2019). Hentet fra qmul.ac.uk
24. Rej, R. (1989). Aminotransferaser ved sykdom. Klinikker i laboratoriemedisin, 9 (4), 667-687.
25. Xu, D., Song, D., Pedersen, LC, & Liu, J. (2007). Mutasjonsstudie av heparansulfat 2-O-sulfotransferase og kondroitinsulfat 2-O-sulfotransferase. Journal of Biologisk kjemi, 282 (11), 8356-8367