Transferase quá trình sinh học, chức năng, danh pháp và phân lớp



các chuyển nhượng là các enzyme chịu trách nhiệm chuyển các nhóm chức năng của chất nền hoạt động như một người hiến tặng cho một chất khác hoạt động như một thụ thể. Hầu hết các quá trình trao đổi chất thiết yếu cho sự sống liên quan đến enzyme transferase.

Quan sát đầu tiên về các phản ứng được xúc tác bởi các enzyme này đã được ghi nhận vào năm 1953 bởi Tiến sĩ R. K. Morton, người đã quan sát thấy sự chuyển một nhóm phosphate từ một phosphatase kiềm thành-galactosidase hoạt động như một thụ thể cho nhóm phosphate.

Danh pháp của các enzyme transferase thường được thực hiện theo tính chất của phân tử chấp nhận nhóm chức trong phản ứng, ví dụ: DNA-methyltransferase, Glutathione-transferase, 1,4-a-glucan 6-α-glucosyltransferase, trong số những người khác.

Transferase là các enzyme có tầm quan trọng công nghệ sinh học, đặc biệt là trong ngành công nghiệp thực phẩm và dược phẩm. Các gen của chúng có thể được sửa đổi để thực hiện các hoạt động cụ thể trong sinh vật, do đó đóng góp trực tiếp cho sức khỏe người tiêu dùng, ngoài lợi ích dinh dưỡng.

Các loại thuốc prebiotic cho hệ thực vật đường ruột rất giàu transferase, vì chúng tham gia vào sự hình thành carbohydrate có lợi cho sự tăng trưởng và phát triển của các vi sinh vật có lợi trong ruột.

Sự thiếu hụt, thiệt hại cấu trúc và sự gián đoạn trong các quá trình được xúc tác bởi các chất gây ra sự tích tụ các sản phẩm bên trong tế bào, đó là lý do tại sao nhiều bệnh và bệnh lý khác nhau có liên quan đến các enzyme như vậy.

Sự cố của transferase gây ra các bệnh như galactose, Alzheimer, Huntington's, trong số những người khác.

Chỉ số

  • 1 quá trình sinh học mà họ tham gia
  • 2 chức năng
  • 3 danh pháp
  • 4 lớp con
    • 4.1 EC.2.1 Các nhóm chuyển của nguyên tử carbon
    • 4.2 EC.2.2 Chuyển các nhóm aldehyd hoặc ketone
    • 4.3 EC.2.3 Acyltransferase
    • 4.4 EC.2.4 Glycosyltransferase
    • 4.5 EC.2.5 Chuyển các nhóm alkyl hoặc aryl, ngoài các nhóm methyl
    • 4.6 EC.2.6 Các nhóm nitơ chuyển
    • 4.7 EC.2.7 Các nhóm chuyển có chứa các nhóm phosphate
    • 4.8 EC.2.8 Các nhóm chuyển có chứa lưu huỳnh
    • 4.9 EC.2.9 Các nhóm chuyển có chứa selen
    • 4.10 EC.2.10 Các nhóm chuyển có chứa molypden hoặc vonfram
  • 5 tài liệu tham khảo

Các quá trình sinh học mà họ tham gia

Trong số lượng lớn các quá trình trao đổi chất có liên quan đến quá trình chuyển hóa là quá trình sinh tổng hợp glycoside và chuyển hóa đường nói chung.

Một enzyme glucotransferase chịu trách nhiệm cho sự kết hợp của các kháng nguyên A và B trên bề mặt của các tế bào hồng cầu. Những biến thể trong liên kết của kháng nguyên bắt nguồn từ tính đa hình của axit amin Pro234Ser của cấu trúc ban đầu của B-transferase.

Glutathione-S-transferase ở gan tham gia giải độc tế bào gan, giúp bảo vệ chúng khỏi các loại oxy phản ứng (ROS), các gốc tự do và hydro peroxit tích tụ trong tế bào chất của tế bào và độc tính cao.

Aspartate carbamoyl transferase xúc tác quá trình sinh tổng hợp pyrimidine trong quá trình chuyển hóa nucleotide, thành phần cơ bản của axit nucleic và các phân tử năng lượng cao được sử dụng trong nhiều quá trình tế bào (ví dụ như ATP và GTP).

Các transferase tham gia trực tiếp vào quá trình điều hòa nhiều quá trình sinh học bằng cách làm im lặng theo cơ chế biểu sinh, các chuỗi DNA mã hóa thông tin cần thiết cho quá trình tổng hợp các yếu tố tế bào.

Histone acetyltransferase dư lượng lysine được bảo tồn acetyl hóa trong histones bằng cách chuyển một nhóm acetyl từ một phân tử acetyl-CoA. Sự acetyl hóa này kích thích sự kích hoạt phiên mã liên quan đến sự phát triển hoặc thư giãn của euchromatin.

Phosphotransferase xúc tác cho việc chuyển các nhóm phốt phát trong tất cả các bối cảnh trao đổi chất của tế bào. Nó có một vai trò quan trọng trong quá trình phosphoryl hóa carbohydrate.

Aminotransferase xúc tác cho sự chuyển đổi thuận nghịch của các nhóm amin từ axit amin thành oxaxit, một trong nhiều biến đổi của axit amin qua trung gian bởi các enzyme phụ thuộc vitamin B6.

Chức năng

Các transferase xúc tác cho sự di chuyển của các nhóm hóa học thực hiện phản ứng dưới đây. Trong phương trình sau, chữ "X" đại diện cho phân tử nhà tài trợ của nhóm chức năng "Y" và "Z" đóng vai trò là người chấp nhận.

X-Y + Z = X + Y-Z

Đây là những enzyme có thành phần điện từ và nucleophilic mạnh trong thành phần của chúng; những yếu tố này chịu trách nhiệm cho khả năng chuyển của enzyme.

Các nhóm được huy động bởi các transferase thường là dư lượng aldehyd và ketone, acyl, glucosyl, alkyl, nitơ và các nhóm giàu nitơ, phốt pho, nhóm chứa lưu huỳnh, trong số những nhóm khác..

Danh pháp

Việc phân loại transferase tuân theo các quy tắc chung để phân loại enzyme được đề xuất bởi Ủy ban Enzyme vào năm 1961. Theo ủy ban, mỗi enzyme nhận được một mã số để phân loại.

Vị trí của các số trong mã cho biết từng bộ phận hoặc danh mục trong phân loại và các số này được đặt trước các chữ cái "EC".

Trong phân loại transferase, số thứ nhất đại diện cho lớp enzyme, số thứ hai tượng trưng cho loại nhóm mà chúng chuyển và số thứ ba đề cập đến chất nền mà chúng hoạt động.

Danh pháp của lớp chuyển nhượng là EC.2. Nó có mười lớp con, vì vậy các enzyme được tìm thấy với mã từ EC.2.1 cho đến khi EC.2.10.  Mỗi ký hiệu của phân lớp chủ yếu được thực hiện theo nhóm loại chuyển enzyme.

Các lớp con

Mười nhóm enzyme trong họ của transferase là:

EC.2.1 Các nhóm chuyển của một nguyên tử carbon

Họ chuyển các nhóm bao gồm một carbon duy nhất. Methyltransferase, ví dụ, chuyển một nhóm methyl (CH3) vào các bazơ nitơ của DNA. Các enzyme trong nhóm này trực tiếp điều chỉnh sự dịch mã của gen.

EC.2.2 Chuyển các nhóm aldehyd hoặc ketone

Họ huy động các nhóm aldehyd và các nhóm ketone có sacarit như các nhóm thụ thể. Carbamyltransferase đại diện cho một cơ chế điều hòa và tổng hợp pyrimidine.

Ac.2transferase EC.2.3

Các enzyme này chuyển các nhóm acyl thành các dẫn xuất axit amin. Peptidyltransferase thực hiện sự hình thành thiết yếu của liên kết peptide giữa các axit amin liền kề trong quá trình dịch mã.

EC.2.4 Glycosyltransferase

Họ xúc tác cho sự hình thành các liên kết glycosid bằng cách sử dụng các nhóm đường phốt phát như các nhóm tài trợ. Tất cả các sinh vật trình bày trình tự DNA cho glycosyltransferase, vì họ tham gia vào quá trình tổng hợp glycolipids và glycoprotein.

EC.2.5 Chuyển các nhóm alkyl hoặc aryl, ngoài các nhóm methyl

Họ huy động các nhóm alkyl hoặc aryl (trừ CH3) như các nhóm dimethyl chẳng hạn. Trong số đó là glutathione transferase, đã được đề cập ở trên.

EC.2.6 Chuyển nhóm nitơ

Các enzyme của lớp này chuyển các nhóm nitơ như -NH2 và -NH. Trong số các enzyme này là aminotransferase và transaminase.

EC.2.7 Các nhóm chuyển có chứa các nhóm phosphate

Chúng xúc tác quá trình phosphoryl hóa các chất nền. Nói chung, chất nền của các phosphoryl hóa này là đường và các enzyme khác. Phosphotransferase vận chuyển đường đến bên trong tế bào bằng cách phosphoryl hóa chúng đồng thời.

EC.2.8 Các nhóm chuyển có chứa lưu huỳnh

Chúng được đặc trưng bằng cách xúc tác cho việc chuyển các nhóm có chứa lưu huỳnh trong cấu trúc của chúng. Coenzyme A transferase thuộc phân nhóm này.

EC.2.9 Các nhóm chuyển có chứa selen

Chúng thường được gọi là seleniotransferase. Những nhóm này huy động các nhóm L-seryl lên để chuyển RNA.

EC.2.10 Chuyển các nhóm có chứa molypden hoặc vonfram

Các nhóm chuyển nhượng của nhóm này huy động các nhóm có chứa molypden hoặc vonfram đến các phân tử có nhóm sunfua làm chất nhận.

Tài liệu tham khảo

  1. Alfaro, J.A., Zheng, R.B., Persson, M., Letts, J.A., Polakowski, R., Bai, Y., ... & Evans, S.V. (2008). ABO (H) nhóm máu A và B glycosyltransferase nhận ra cơ chất thông qua những thay đổi về hình dạng cụ thể. Tạp chí Hóa học sinh học, số 283 (15), 10097-10108.
  2. Aranda Moratalla, J. (2015). Nghiên cứu tính toán của DNA-Methyltransferase. Phân tích cơ chế biểu sinh của quá trình methyl hóa DNA (Luận án-Tiến sĩ, Đại học Valencia-Tây Ban Nha).
  3. Armstrong, R. N. (1997). Cấu trúc, cơ chế xúc tác và sự tiến hóa của các chất chuyển glutathione. Nghiên cứu hóa học trong độc học, 10 (1), 2-18.
  4. Aznar Cano, E. (2014). Nghiên cứu phage về "Helicobacter pylori" bằng phương pháp kiểu hình và kiểu gen (luận án tiến sĩ, Đại học chính quy Madrid)
  5. Boyce, S., & Tipton, K. F. (2001). Phân loại enzyme và danh pháp. eLS.
  6. Bresnick, E., & Mossé, H. (1966). Aspartate carbamoyltransferase từ gan chuột. Tạp chí sinh hóa, 101 (1), 63.
  7. Gagnon, S.M., Legg, M.S., Polakowski, R., Letts, J.A., Persson, M., Lin, S., ... & Borisova, S. N. (2018). Dư lượng được bảo tồn Arg188 và Asp302 rất quan trọng đối với tổ chức vị trí hoạt động và xúc tác trong nhóm máu A và B glycosyltransferase của nhóm ABO (H). Glycobiology, 28 (8), 624-636
  8. Grimes, W. J. (1970). Chuyển axit sialic và nồng độ axit sialic trong các tế bào bình thường và biến đổi. Hóa sinh, 9 (26), 5083-5092.
  9. Grimes, W. J. (1970). Chuyển axit sialic và nồng độ axit sialic trong các tế bào bình thường và biến đổi. Hóa sinh, 9 (26), 5083-5092.
  10. Hayes, J. D., Flanagan, J. U., & J lượcy, I. R. (2005). Glutathione chuyển nhượng. Annu. Rev. Pharmacol. Độc tố, 45, 51-88.
  11. Hersh, L. B., & Jencks, W. P. (1967). Coenzyme A Động học transferase và các phản ứng trao đổi. Tạp chí Hóa học sinh học, 242 (15), 3468-3480
  12. Jencks, W. P. (1973). 11 Coenzyme A Chuyển. Trong các enzyme (Tập 9, trang 483-496). Báo chí học thuật.
  13. Lairson, L.L., Henrissat, B., Davies, G.J., & Withers, S.G. (2008). Glycosyltransferase: cấu trúc, chức năng và cơ chế. Đánh giá hàng năm về hóa sinh, 77
  14. Lairson, L.L., Henrissat, B., Davies, G.J., & Withers, S.G. (2008). Glycosyltransferase: cấu trúc, chức năng và cơ chế. Đánh giá hàng năm về hóa sinh, 77.
  15. Lambalot, R. H., Gehring, A.M., Flugel, R.S., Zuber, P., LaCelle, M., Marahiel, M.A., ... & Walsh, C. T. (1996). Một siêu họ enzyme mới là các transferase phosphopantetheinyl. Hóa học & sinh học, 3 (11), 923-936
  16. Mallard, C., Tolcos, M., Leditschke, J., Campbell, P., & Rees, S. (1999). Giảm khả năng miễn dịch choline acetyltransferase nhưng không làm giảm miễn dịch thụ thể muscarinic-m2 trong não của trẻ sơ sinh SIDS. Tạp chí khoa học thần kinh và thần kinh thực nghiệm, 58 (3), 255-264
  17. Mannervik, B. (1985). Các isoenzyme của glutathione transferase. Những tiến bộ trong enzyme và các lĩnh vực liên quan đến sinh học phân tử, 57, 357-417
  18. MEHTA, P. K., HALE, T. I., & CHRISTEN, P. (1993). Aminotransferase: trình diễn tương đồng và phân chia thành các nhóm nhỏ tiến hóa. Tạp chí sinh hóa châu Âu, 214 (2), 549-561
  19. Monro, R. E., Staehelin, T., Celma, M.L., & Vazquez, D. (1969, tháng 1). Hoạt động peptidyl transferase của ribosome. Trong hội nghị chuyên đề Cảng lạnh mùa xuân về sinh học định lượng (Tập 34, trang 357-368). Phòng thí nghiệm Cold Spring Harbor.
  20. Montes, C. P. (2014). Enzyme trong thực phẩm? Hóa sinh của ăn được. Tạp chí đại học UNAM, 15, 12.
  21. Morton, R. K. (1953). Hoạt động transferase của enzyme thủy phân. Thiên nhiên, 172 (4367), 65.
  22. Negishi, M., Pedersen, L.G., Petrotchenko, E., Shevtsov, S., Gorokhov, A., Kakuta, Y., & Pedersen, L.C. (2001). Cấu trúc và chức năng của sulfotransferase. Tài liệu lưu trữ hóa sinh và vật lý sinh học, 390 (2), 149-157
  23. Ủy ban danh pháp của Liên minh hóa sinh và phân tử quốc tế (NC-IUBMB). (2019). Lấy từ qmul.ac.uk
  24. Rej, R. (1989). Aminotransferase trong bệnh. Phòng khám trong phòng thí nghiệm y học, 9 (4), 667-687.
  25. Xu, D., Song, D., Pedersen, L.C., & Liu, J. (2007). Nghiên cứu đột biến về heparan sulfate 2-O-sulfotransferase và chondroitin sulfate 2-O-sulfotransferase. Tạp chí Hóa học sinh học, 282 (11), 8356-8367