SIIRROT: PROSESSIT, TOIMINNOT, NIMIKKEISTÖ JA ALALUOKAT - BIOLOGIA - 2024

Transferaasit ovat entsyymejä, jotka siirtävät funktionaaliset ryhmät substraatin toimii luovuttajan toiseen toimii vastaanotin. Suurimpaan osaan elämän kannalta välttämättömistä aineenvaihduntaprosesseista liittyy transferaasientsyymejä.

Ensimmäinen havainto näiden entsyymien katalysoimista reaktioista dokumentoitiin vuonna 1953 tohtori RK Mortonille, joka havaitsi fosfaattiryhmän siirtymisen alkalisesta fosfataasista β-galaktosidaasiin, joka toimi fosfaattiryhmän reseptorina.

Glysiini-N-metyylitransferaasi (Lähde: Jawahar Swaminathan ja MSD: n henkilökunta Euroopan bioinformatiikan instituutissa Wikimedia Commonsin kautta)

Transferaasientsyymien nimikkeistö tehdään yleensä sen molekyylin luonteen mukaan, joka hyväksyy reaktiossa funktionaalisen ryhmän, esimerkiksi: DNA-metyylitransferaasi, glutationitransferaasi, 1,4-a-glukaani-6-a-glukosyylitransferaasi, muun muassa.

Transferaasit ovat entsyymejä, joilla on bioteknologisesti merkitystä, etenkin elintarvike- ja lääketeollisuudessa. Niiden geenejä voidaan modifioida suorittamaan tiettyjä aktiviteetteja organismeissa, mikä siten myötävaikuttaa suoraan kuluttajien terveyteen ravitsemuksellisen hyödyn lisäksi.

Prebioottisissa suolistoflooran lääkkeissä on runsaasti transferaaseja, koska ne osallistuvat hiilihydraattien muodostumiseen, jotka suosivat hyödyllisten mikro-organismien kasvua ja kehitystä suolistossa.

Puutteet, rakenteelliset vauriot ja transferaasien katalysoimien prosessien keskeytykset aiheuttavat tuotteiden kertymisen soluun, minkä vuoksi tällaisiin entsyymeihin liittyy monia erilaisia ​​sairauksia ja patologioita.

Transferaasien toimintahäiriöt aiheuttavat mm. Galaktosemiaa, Alzheimerin tautia, Huntingtonin tautia.

Biologiset prosessit, joihin he osallistuvat

Niiden lukuisten metabolisten prosessien joukossa, joihin transferaasit osallistuvat, ovat glykosidien biosynteesi ja yleensä sokerien metabolia.

Glukotransferaasientsyymi vastaa A- ja B-antigeenien konjugaatiosta punasolujen pinnalla. Nämä antigeenisitoutumisen variaatiot johtuvat Pro234Ser-aminohappojen polymorfismista, joilla on alkuperäinen B-transferaasien rakenne.

Maksassa oleva glutationi-S-transferaasi osallistuu maksasolujen detoksifikaatioon auttamalla niitä suojaamaan reaktiivisilta happilajeilta (ROS), vapaiden radikaalien ja vetyperoksidien varalta, jotka kerääntyvät solusytoplasmaan ja ovat erittäin myrkyllinen.

Glutationi-S-transferaasi (Lähde: Jawahar Swaminathan ja MSD: n henkilökunta Euroopan bioinformatiikan instituutissa Wikimedia Commonsin kautta)

Aspartaattikarbamoyylitransferaasi katalysoi pyrimidiinien biosynteesiä nukleotidien, nukleiinihappojen peruskomponenttien ja suurienergisten molekyylien metaboliassa, joita käytetään useissa soluprosesseissa (kuten esimerkiksi ATP ja GTP).

Transferaasit osallistuvat suoraan monien biologisten prosessien säätelyyn vaimentamalla epigeneettisillä mekanismeilla DNA-sekvenssit, jotka koodaavat soluelementtien synteesiin tarvittavaa tietoa.

Histoniasetyylitransferaasit asetylaattisesti konservoituneita lysiinitähteitä histoneissa siirtämällä asetyyliryhmää asetyyli-CoA-molekyylistä. Tämä asetylointi stimuloi transkription aktivointia, joka liittyy euchromatiinin hajoamiseen tai rentoutumiseen.

Fosfotransferaasit katalysoivat fosfaattiryhmien siirtymistä todennäköisesti kaikissa solun metabolisissa yhteyksissä. Sillä on tärkeä rooli hiilihydraattien fosforyloinnissa.

Aminotransferaasit katalysoivat aminoryhmien palautuvaa siirtymistä aminohapoista happoihin, yksi monista aminohappomuutoksista, joita B6-vitamiinista riippuvat entsyymit välittävät.

ominaisuudet

Transferaasit katalysoivat kemiallisten ryhmien liikettä suorittamalla alla esitetty reaktio. Seuraavassa yhtälössä kirjain "X" edustaa funktionaalisen ryhmän "Y" luovuttajamolekyyliä ja "Z" toimii vastaanottajana.

XY + Z = X + YZ

Nämä ovat entsyymejä, joiden koostumuksessa on voimakkaita elektronegatiivisia ja nukleofiilisiä elementtejä; Nämä elementit ovat vastuussa entsyymin siirtokapasiteetista.

Transferaasien mobilisoimat ryhmät ovat yleensä aldehydi- ja ketonitähteitä, asyyli-, glukosyyli-, alkyyli-, typpi- ja typpirikkaita ryhmiä, fosfori-, rikkiä sisältäviä ryhmiä muun muassa.

nimistö

Transferaasien luokittelu noudattaa entsyymikomission vuonna 1961 ehdottamia entsyymien luokittelua koskevia yleisiä sääntöjä. Komitean mukaan kukin entsyymi saa numeerisen koodin luokitteluaan varten.

Numeroiden sijainti koodissa ilmaisee luokituksen jokaisen jaon tai luokan, ja näitä numeroita edeltää kirjaimia "EC".

Transferaasien luokituksessa ensimmäinen numero edustaa entsyymiluokkaa, toinen numero symboloi ryhmää, jonka ne siirtävät, ja kolmas numero viittaa substraattiin, jolla ne toimivat.

Transferaasien luokan nimikkeistö on EC.2. Sillä on kymmenen alaluokkaa, joten on olemassa entsyymejä, joiden koodi on EC.2.1 - EC.2.10. Jokainen alaluokan merkintä tehdään pääasiassa sen ryhmän tyypin mukaan, joka siirtää entsyymin.

alaluokkien

Kymmenen entsyymiluokkaa transferaasiperheessä ovat:

EC.2.1 Hiiliatomin siirtoryhmät

Ne siirtävät ryhmiä, joissa on yksi hiili. Esimerkiksi metyylitransferaasi siirtää metyyliryhmän (CH3) DNA: n typpipohjaisiin emäksiin. Tämän ryhmän entsyymit säätelevät suoraan geenien translaatiota.

EC.2.2 Siirrä aldehydi- tai ketoniryhmät

Ne mobilisoivat aldehydiryhmiä ja ketoniryhmiä, joissa reseptoryhminä ovat sakkaridit. Karbamyylitransferaasi edustaa pyrimidiinien säätely- ja synteesimekanismia.

EC.2.3 Asyylitransferaasit

Nämä entsyymit siirtävät asyyliryhmiä aminohappojen johdannaisiin. Peptidyylitransferaasi muodostaa peptidisidosten välttämättömän muodostumisen vierekkäisten aminohappojen välillä translaatioprosessin aikana.

EC.2.4 glykosyylitransferaasit

Ne katalysoivat glykosidisten sidosten muodostumista käyttämällä fosfaattisokeriryhmiä luovuttajaryhminä. Kaikilla elävillä olentoilla on glykosyylitransferaasien DNA-sekvenssejä, koska ne osallistuvat glykolipidien ja glykoproteiinien synteesiin.

EC.2.5 Siirto alkyyli- tai aryyliryhmät metyyliryhmien lisäksi

Ne mobilisoivat alkyyli- tai aryyliryhmiä (muut kuin CH3), kuten esimerkiksi dimetyyliryhmät. Niiden joukossa on aikaisemmin mainittua glutationitransferaasia.

EC.2.6 Siirrä typpiryhmät

Tämän luokan entsyymit siirtävät typpiryhmiä, kuten -NH2 ja -NH. Nämä entsyymit sisältävät aminotransferaasit ja transaminaasit.

EC.2.7 Fosfaattiryhmiä sisältävät siirtoryhmät

Ne katalysoivat substraattien fosforylaatiota. Yleensä näiden fosforylaatioiden substraatit ovat sokereita ja muita entsyymejä. Fosfotransferaasit kuljettavat sokereita soluun fosforyloimalla ne samanaikaisesti.

EC.2.8 Rikkiä sisältävät siirtoryhmät

Niille on ominaista katalysoida ryhmien, joiden rakenteessa on rikki, siirtyminen. Koentsyymi A-transferaasi kuuluu tähän alaluokkaan.

EC.2.9 Seleeniä sisältävät siirtoryhmät

Niitä tunnetaan yleisesti seleniotransferaaseina. Nämä mobilisoivat L-seriliryhmät RNA: ien siirtämiseksi.

EC.2.10 Siirtoryhmät, jotka sisältävät joko molybdeeniä tai volframia

Tämän ryhmän transferaasit mobilisoivat molybdeeniä tai volframia sisältävät ryhmät molekyyleiksi, joissa on sulfidiryhmiä vastaanottajana.

Viitteet

1. Alfaro, JA, Zheng, RB, Persson, M., Letts, JA, Polakowski, R., Bai, Y.,… ja Evans, SV (2008). ABO (H) -ryhmän A ja B glykosyylitransferaasit tunnistavat substraatin spesifisten konformaatiomuutosten kautta. Journal of Biological Chemistry, 283 (15), 10097-10108.
2. Aranda Moratalla, J. (2015). DNA-metyylitransferaasien laskennallinen tutkimus. DNA-metylaation epigeneettisen mekanismin analyysi (Väitöskirja, Valencian yliopisto, Espanja).
3. Armstrong, RN (1997). Glutationitransferaasien rakenne, katalyyttinen mekanismi ja kehitys. Kemiallinen tutkimus toksikologiassa, 10 (1), 2-18.
4. Aznar Cano, E. (2014). Helicobacter pylori -faagien tutkimus fenotyyppisillä ja genotyyppisillä menetelmillä (väitöskirja, Universidad Complutense de Madrid)
5. Boyce, S., ja Tipton, KF (2001). Entsyymiluokitus ja nimikkeistö. els.
6. Bresnick, E., ja Mossé, H. (1966). Aspartaattikarbamoyylitransferaasi rotan maksasta. Biochemical Journal, 101 (1), 63.
7. Gagnon, SM, Legg, MS, Polakowski, R., Letts, JA, Persson, M., Lin, S.,… ja Borisova, SN (2018). Konservoituneet jäämät Arg188 ja Asp302 ovat kriittisiä ihmisen ABO (H) -ryhmän A- ja B-glykosyylitransferaasien aktiivisen paikan organisoinnille ja katalyytille. Glycobiology, 28 (8), 624-636
8. Grimes, WJ (1970). Siaalhappotransferaasit ja sialihappotasot normaaleissa ja transformoiduissa soluissa. Biokemia, 9 (26), 5083-5092.
9. Grimes, WJ (1970). Siaalhapon transferaasit ja sialihappotasot normaaleissa ja transformoiduissa soluissa Biokemia, 9 (26), 5083-5092.
10. Hayes, JD, Flanagan, JU ja Jowsey, IR (2005). Glutationi transferaasit. Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol., 45, 51 - 88.
11. Hersh, LB, & Jencks, WP (1967). Koentsyymi A: n transferaasikinetiikka ja vaihtoreaktiot. Journal of Biological Chemistry, 242 (15), 3468 - 3480
12. Jencks, WP (1973). 11 koentsyymi A: n transferaasit. Julkaisussa Entsyymit (osa 9, s. 483 - 496). Academic Press.
13. Lairson, LL, Henrissat, B., Davies, GJ, & Withers, SG (2008). Glykosyylitransferaasit: rakenteet, toiminnot ja mekanismit. Biokemian vuosikatsaus, 77
14. Lairson, LL, Henrissat, B., Davies, GJ, & Withers, SG (2008). Glykosyylitransferaasit: rakenteet, toiminnot ja mekanismit. Biokemian vuosikatsaus, 77.
15. Lambalot, RH, Gehring, AM, Flugel, RS, Zuber, P., LaCelle, M., Marahiel, MA,… & Walsh, CT (1996). Uusi entsyymi superperheeseen fosfopanteteinyyltransferaasit. Kemia ja biologia, 3 (11), 923 - 936
16. Mallard, C., Tolcos, M., Leditschke, J., Campbell, P., ja Rees, S. (1999). Koliini-asetyylitransferaasin immunoreaktiivisuuden väheneminen, mutta ei muskariini-m2-reseptorin immunoreaktiivisuutta SIDS-imeväisten aivorinnassa. Lehti neuropatologiasta ja kokeellisesta neurologiasta, 58 (3), 255 - 264
17. Mannervik, B. (1985). Glutationitransferaasin isoentsyymit. Edistymistä entsymologiassa ja siihen liittyvillä molekyylibiologian aloilla, 57, 357-417
18. MEHTA, PK, HALE, TI & CHRISTEN, P. (1993). Aminotransferaasit: homologian osoittaminen ja jakautuminen evoluutio-alaryhmiin. European Journal of Biochemistry, 214 (2), 549 - 561
19. Monro, RE, Staehelin, T., Celma, ML, ja Vazquez, D. (1969, tammikuu). Ribosomien peptidyylitransferaasiaktiivisuus. Cold Spring Harborin kvantisitatiivista biologiaa koskevissa symposiumissa (osa 34, s. 357-368). Cold Spring Harbor Laboratory Press.
20. Montes, CP (2014). Entsyymit ruuassa? Syötävien biokemia. UNAM University Magazine, 15, 12.
21. Morton, RK (1953). Hydrolyyttisten entsyymien transferaasiaktiivisuus. Nature, 172 (4367), 65.
22. Negishi, M., Pedersen, LG, Petrotchenko, E., Shevtsov, S., Gorokhov, A., Kakuta, Y., ja Pedersen, LC (2001). Sulfotransferaasien rakenne ja toiminta. Biokemian ja biofysiikan arkistot, 390 (2), 149-157
23. Kansainvälisen biokemian ja molekyylibiologian liiton (NC-IUBMB) nimikkeistökomitea. (2019). Haettu osoitteesta qmul.ac.uk
24. Rej, R. (1989). Aminotransferaasit taudissa. Laboratoriolääketieteen klinikat, 9 (4), 667-687.
25. Xu, D., Song, D., Pedersen, LC, ja Liu, J. (2007). Heparaansulfaatti-2-O-sulfotransferaasin ja kondroitiinisulfaatti-2-O-sulfotransferaasin yhteisvaikutustutkimus. Journal of Biological Chemistry, 282 (11), 8356 - 8367