ÖVERFÖRINGAR: PROCESSER, FUNKTIONER, NOMENKLATUR OCH UNDERKLASSER - BIOLOGI - 2025

De transferaser är enzymer som överför funktionella grupper av ett substrat i egenskap av givare till en annan som fungerar som en mottagare. De flesta av de metaboliska processer som är nödvändiga för livet involverar transferasenzymer.

Den första observationen av reaktionerna katalyserade av dessa enzymer dokumenterades 1953 av Dr. RK Morton, som observerade överföringen av en fosfatgrupp från ett alkaliskt fosfatas till ett ß-galaktosidas som fungerade som en receptor för fosfatgruppen.

Glycin N-metyltransferas (Källa: Jawahar Swaminathan och MSD-personal vid European Bioinformatics Institute via Wikimedia Commons)

Nomenklaturen för transferas-enzymerna framställs i allmänhet enligt arten av molekylen som accepterar den funktionella gruppen i reaktionen, till exempel: DNA-metyltransferas, Glutathion-transferas, 1,4-a-glucan 6-a-glukosyltransferas, bland annat.

Transferaser är enzymer med bioteknologisk betydelse, särskilt inom livsmedels- och läkemedelsindustrin. Deras gener kan modifieras för att utföra specifika aktiviteter i organismer, och därmed bidra direkt till konsumenternas hälsa, utöver näringsmässiga fördelar.

Prebiotiska läkemedel för tarmfloraen är rika på transferaser, eftersom dessa deltar i bildandet av kolhydrater som gynnar tillväxt och utveckling av fördelaktiga mikroorganismer i tarmen.

Brister, strukturella skador och avbrott i processerna katalyserade av transferaser orsakar ansamling av produkter i cellen, varför många olika sjukdomar och patologier är associerade med sådana enzymer.

Felaktigheten i transferaser orsakar sjukdomar som galaktosemi, Alzheimers, Huntingtons sjukdom, bland andra.

Biologiska processer där de deltar

Bland det stora antalet metaboliska processer där transferaser deltar är biosyntesen av glykosider och metabolismen av sockerarter i allmänhet.

Ett glukotransferasenzym är ansvarigt för konjugeringen av A- och B-antigen på ytan av röda blodkroppar. Dessa variationer i antigenbindning orsakas av en polymorfism av Pro234Ser-aminosyrorna i den ursprungliga strukturen av B-transferaser.

Glutathion-S-transferas i levern deltar i avgiftning av leverceller, vilket hjälper till att skydda dem från reaktiva syrearter (ROS), fria radikaler och väteperoxider som ackumuleras i cellcytoplasma och är mycket giftigt.

Glutathione-S-Transferase (Källa: Jawahar Swaminathan och MSD-personal vid European Bioinformatics Institute via Wikimedia Commons)

Aspartatkarbamoyltransferas katalyserar biosyntesen av pyrimidiner i metabolismen av nukleotider, grundläggande komponenter i nukleinsyror och högenergimolekyler som används i flera cellulära processer (såsom ATP och GTP, till exempel).

Transferaser deltar direkt i regleringen av många biologiska processer genom att tystna genom epigenetiska mekanismer DNA-sekvenserna som kodar den information som är nödvändig för syntesen av cellelement.

Histonacetyltransferaser acetylatkonserverade lysinrester på histoner genom att överföra en acetylgrupp från en acetyl-CoA-molekyl. Denna acetylering stimulerar aktiveringen av transkription förknippad med avlindning eller avslappning av euchromatin.

Fosfotransferaser katalyserar överföringen av fosfatgrupper i förmodligen alla cellulära metaboliska sammanhang. Det har en viktig roll i kolhydratfosforylering.

Aminotransferaser katalyserar den reversibla överföringen av aminogrupper från aminosyror till oxidsyror, en av många aminosyratransformationer förmedlade av vitamin B6-beroende enzymer.

Funktioner

Transferaser katalyserar rörelsen hos kemiska grupper genom att genomföra reaktionen som visas nedan. I följande ekvation representerar bokstaven "X" givarmolekylen i den funktionella gruppen "Y" och "Z" som acceptorn.

XY + Z = X + YZ

Dessa är enzymer med starka elektronegativa och nukleofila element i sin sammansättning; Dessa element ansvarar för överföringskapaciteten för enzymet.

De grupper som mobiliseras genom transferaserna är i allmänhet aldehyd- och ketonrester, bland annat acyl, glukosyl, alkyl, kvävehaltiga och kväve-rika grupper, fosfor, svavelinnehållande grupper.

Nomenklatur

Klassificeringen av transferaser följer de allmänna reglerna för klassificering av enzymer som föreslagits av enzymkommissionen 1961. Enligt kommittén får varje enzym en numerisk kod för sin klassificering.

Positionen för siffrorna i koden indikerar var och en av indelningarna eller kategorierna i klassificeringen och dessa siffror föregås av bokstäverna "EC".

I klassificeringen av transferaser representerar det första numret enzymklassen, det andra numret symboliserar typen av grupp som de överför och det tredje numret hänvisar till substratet på vilket de verkar.

Nomenklaturen för klassen för överföringar är EC.2 . Den har tio underklasser, så det finns enzymer med koden från EC.2.1 till EC.2.10 . Varje benämning av underklassen görs huvudsakligen enligt den typ av grupp som överför enzymet.

klasser

De tio klasserna av enzymer inom transferasfamiljen är:

EC.2.1 Överför grupper av en kolatom

De överför grupper som innehåller ett enda kol. Metyltransferas överför till exempel en metylgrupp (CH3) till kvävebaserna av DNA. Enzymerna i denna grupp reglerar direkt översättningen av gener.

EC.2.2 Överför aldehyd- eller ketongrupper

De mobiliserar aldehydgrupper och ketongrupper med sackarider som receptorgrupper. Karbamyltransferas representerar en mekanism för reglering och syntes av pyrimidiner.

EC.2.3 Acyltransferaser

Dessa enzymer överför acylgrupper till derivat av aminosyror. Peptidyltransferas utför den väsentliga bildningen av peptidbindningar mellan intilliggande aminosyror under översättningsprocessen.

EC.2.4 Glykosyltransferaser

De katalyserar bildningen av glykosidbindningar med fosfatsockergrupper som givargrupper. Alla levande varelser presenterar DNA-sekvenser för glykosyltransferaser, eftersom de deltar i syntesen av glykolipider och glykoproteiner.

EC.2.5 Överför alkyl- eller arylgrupper bortsett från metylgrupper

De mobiliserar exempelvis alkyl- eller arylgrupper (andra än CH3) som dimetylgrupper. Bland dem är glutationtransferas, som nämnts tidigare.

EC.2.6 Överför kvävegrupper

Enzymer av denna klass överför kvävegrupper såsom -NH2 och -NH. Dessa enzymer inkluderar aminotransferaser och transaminaser.

EC.2.7 Överföringsgrupper som innehåller fosfatgrupper

De katalyserar fosforyleringen av substrat. I allmänhet är substraten för dessa fosforyleringar sockerarter och andra enzymer. Fosfotransferaser transporterar socker in i cellen och samtidigt fosforylerar dem.

EC.2.8 Överföringsgrupper som innehåller svavel

De kännetecknas av att katalysera överföringen av grupper som innehåller svavel i deras struktur. Koenzym A-transferas tillhör denna underklass.

EC.2.9 Överför grupp med selen

De är vanligtvis kända som seleniotransferaser. Dessa mobiliserar L-serilgrupper för att överföra RNA.

EC.2.10 Överför grupper med antingen molybden eller volfram

Transferaserna från denna grupp mobiliserar grupper som innehåller molybden eller volfram till molekyler som har sulfidgrupper som acceptorer.

referenser

1. Alfaro, JA, Zheng, RB, Persson, M., Letts, JA, Polakowski, R., Bai, Y., … & Evans, SV (2008). ABO (H) blodgrupp A och B glykosyltransferaser känner igen substrat via specifika konformationella förändringar. Journal of Biologisk kemi, 283 (15), 10097-10108.
2. Aranda Moratalla, J. (2015). Beräkningsstudie av DNA-metyltransferaser. Analys av den epigenetiska mekanismen för DNA-metylering (doktoravhandling, universitetet i Valencia-Spanien).
3. Armstrong, RN (1997). Struktur, katalytisk mekanism och utveckling av glutationtransferaser. Kemisk forskning i toxikologi, 10 (1), 2-18.
4. Aznar Cano, E. (2014). Studie av fager av »Helicobacter pylori» efter fenotypiska och genotypiska metoder (doktorsavhandling, Universidad Complutense de Madrid)
5. Boyce, S., & Tipton, KF (2001). Enzymklassificering och nomenklatur. ELS.
6. Bresnick, E., & Mossé, H. (1966). Aspartatkarbamoyltransferas från råttlever. Biochemical Journal, 101 (1), 63.
7. Gagnon, SM, Legg, MS, Polakowski, R., Letts, JA, Persson, M., Lin, S., … & Borisova, SN (2018). Konserverade rester Arg188 och Asp302 är kritiska för organisering och katalys av aktiv plats i humana ABO (H) blodgrupp A och B-glykosyltransferaser. Glykobiologi, 28 (8), 624-636
8. Grimes, WJ (1970). Sialinsyratransferaser och sialinsyrahalter i normala och transformerade celler. Biochemistry, 9 (26), 5083-5092.
9. Grimes, WJ (1970). Sialinsyratransferaser och sialinsyrahalter i normala och transformerade celler. Biochemistry, 9 (26), 5083-5092.
10. Hayes, JD, Flanagan, JU, & Jowsey, IR (2005). Glutationöverföringar. Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. 45, 51-88.
11. Hersh, LB, & Jencks, WP (1967). Koenzym A Transferas-kinetik och utbytningsreaktioner. Journal of Biologisk kemi, 242 (15), 3468-3480
12. Jencks, WP (1973). 11 Koenzym A-överföringar. I enzymerna (vol. 9, sid. 483-496). Academic Press.
13. Lairson, LL, Henrissat, B., Davies, GJ, & Withers, SG (2008). Glykosyltransferaser: strukturer, funktioner och mekanismer. Årlig granskning av biokemi, 77
14. Lairson, LL, Henrissat, B., Davies, GJ, & Withers, SG (2008). Glykosyltransferaser: strukturer, funktioner och mekanismer. Årlig granskning av biokemi, 77.
15. Lambalot, RH, Gehring, AM, Flugel, RS, Zuber, P., LaCelle, M., Marahiel, MA, … & Walsh, CT (1996). Ett nytt enzym överlägger fosfopantetheinyltransferaserna. Kemi & biologi, 3 (11), 923-936
16. Mallard, C., Tolcos, M., Leditschke, J., Campbell, P., & Rees, S. (1999). Minskning av immunoleaktivitet hos kolinacetyltransferas men inte muskarin-m2-receptorimmunoreaktivitet i hjärnstammen hos SIDS-spädbarn. Journal of neuropathology and experimentell neurology, 58 (3), 255-264
17. Mannervik, B. (1985). Isoenzymerna av glutationtransferas. Framsteg inom enzymologi och relaterade områden inom molekylärbiologi, 57, 357-417
18. MEHTA, PK, HALE, TI, & CHRISTEN, P. (1993). Aminotransferaser: demonstration av homologi och uppdelning i evolutionära undergrupper. European Journal of Biochemistry, 214 (2), 549-561
19. Monro, RE, Staehelin, T., Celma, ML, & Vazquez, D. (1969, januari). Peptidyltransferasaktiviteten hos ribosomer. I Cold Spring Harbour symposier om kvantitativ biologi (Vol. 34, sid. 357-368). Cold Spring Harbour Laboratory Press.
20. Montes, CP (2014). Enzymer i mat? Ätbara biokemi. UNAM University Magazine, 15, 12.
21. Morton, RK (1953). Transferasaktivitet för hydrolytiska enzymer. Nature, 172 (4367), 65.
22. Negishi, M., Pedersen, LG, Petrotchenko, E., Shevtsov, S., Gorokhov, A., Kakuta, Y., & Pedersen, LC (2001). Struktur och funktion av sulfotransferaser. Arkiv för biokemi och biofysik, 390 (2), 149-157
23. Nomenklaturkommittén för International Union of Biochemistry and Molecular Biology (NC-IUBMB). (2019). Hämtad från qmul.ac.uk
24. Rej, R. (1989). Aminotransferaser vid sjukdom. Kliniker i laboratoriemedicin, 9 (4), 667-687.
25. Xu, D., Song, D., Pedersen, LC, & Liu, J. (2007). Mutationsstudie av heparansulfat 2-O-sulfotransferas och kondroitinsulfat 2-O-sulfotransferas. Journal of Biologisk kemi, 282 (11), 8356-8367