Μεταβιβάζουν βιολογικές διεργασίες, λειτουργίες, ονοματολογία και υποκατηγορίες



Το μεταβιβάσεις είναι ένζυμα υπεύθυνα για τη μεταφορά λειτουργικών ομάδων ενός υποστρώματος που δρα ως δότης σε άλλο που δρα ως υποδοχέας. Οι περισσότερες από τις βασικές μεταβολικές διαδικασίες για τη ζωή περιλαμβάνουν ένζυμα τρανσφεράσης.

Η πρώτη παρατήρηση των αντιδράσεων που καταλύονται από τα ένζυμα αυτά τεκμηριώθηκε το 1953 από τον Dr. R. Κ Morton, ο οποίος παρατήρησε τη μεταφορά μιας φωσφορικής ομάδας από αλκαλική φωσφατάση β-γαλακτοσιδάση προς ενεργεί ως παραλαβή της φωσφορικής ομάδος.

Η ονοματολογία των ενζύμων τρανσφεράσης γίνεται συνήθως σύμφωνα με τη φύση του μορίου που δέχεται τη λειτουργική ομάδα στην αντίδραση, για παράδειγμα, DNA-μεθυλτρανσφεράση, γλουταθειόνη τρανσφεράση, α-1,4-γλυκάνη 6-α-γλυκοσυλοτρανσφεράσης, μεταξύ άλλων,.

Οι μεταγγίσεις είναι ένζυμα με βιοτεχνολογική σημασία, ειδικά στη βιομηχανία τροφίμων και ναρκωτικών. Τα γονίδιά τους μπορούν να τροποποιηθούν για να εκπληρώσουν συγκεκριμένες δραστηριότητες στους οργανισμούς, συμβάλλοντας έτσι άμεσα στην υγεία των καταναλωτών, πέραν του οφέλους από τη διατροφή.

Τα πρεβιοτικά φάρμακα για την εντερική χλωρίδα είναι πλούσια σε τρανσφεράσες, καθώς αυτά συμμετέχουν στο σχηματισμό υδατανθράκων που ευνοούν την ανάπτυξη και ανάπτυξη ευεργετικών μικροοργανισμών στο έντερο.

Οι ανεπάρκειες, οι δομικές βλάβες και οι διακοπές στις διεργασίες που καταλύονται από τις τρανσφεράσες προκαλούν τη συσσώρευση προϊόντων στο εσωτερικό του κυττάρου, γι 'αυτό πολλά διαφορετικά νοσήματα και παθολογίες συνδέονται με τέτοια ένζυμα.

Η δυσλειτουργία των μεταμοσχεύσεων προκαλεί ασθένειες όπως η γαλακτοζαιμία, η νόσος του Alzheimer, η ασθένεια του Huntington, μεταξύ άλλων.

Ευρετήριο

  • 1 Βιολογικές διεργασίες στις οποίες συμμετέχουν
  • 2 Λειτουργίες
  • 3 Ονοματολογία
  • 4 Υποκατηγορίες
    • 4.1 EC.2.1 Μεταφορά ομάδων ενός ατόμου άνθρακα
    • 4.2 EC.2.2 Μεταφορά ομάδων αλδεϋδης ή κετόνης
    • 4.3 EC.2.3 Ακυλτρανσφεράσες
    • 4.4 EC.2.4 Γλυκοσυλτρανσφεράσες
    • 4.5 EC.2.5 Μεταφέρονται ομάδες αλκυλίου ή αρυλίου, εκτός από τις ομάδες μεθυλίου
    • 4.6 EC.2.6 Μεταφορά ομάδων αζώτου
    • 4.7 EC.2.7 Ομάδες μεταφοράς που περιέχουν φωσφορικές ομάδες
    • 4.8 EC.2.8 Ομάδες μεταφοράς που περιέχουν θείο
    • 4.9 EC.2.9 Μεταφορά ομάδων που περιέχουν σελήνιο
    • 4.10 EC.2.10 Μεταφορικές ομάδες που περιέχουν είτε μολυβδαίνιο είτε βολφράμιο
  • 5 Αναφορές

Βιολογικές διεργασίες στις οποίες συμμετέχουν

Μεταξύ του μεγάλου αριθμού μεταβολικών διεργασιών στις οποίες εμπλέκονται οι τρανσφεράσες είναι η βιοσύνθεση των γλυκοσίδων και ο μεταβολισμός των σακχάρων γενικά.

Ένα ένζυμο γλυκοτρανσφεράση είναι υπεύθυνο για τη σύζευξη των αντιγόνων Α και Β στην επιφάνεια των ερυθρών αιμοσφαιρίων. Αυτές οι παραλλαγές στη δέσμευση των αντιγόνων προέρχονται από ένα πολυμορφισμό των Pro234Ser αμινοξέων της αρχικής δομής των Β-τρανσφεράσεων.

Η Γλουταθειόνη-S-τρανσφεράση στο ήπαρ εμπλέκεται στην αποτοξίνωση των κυττάρων του ήπατος, βοηθώντας έτσι στην προστασία αντιδραστικά είδη οξυγόνου (ROS), οι ελεύθερες ρίζες και υπεροξείδια του υδρογόνου που συσσωρεύονται στο κυτταρόπλασμα και είναι ιδιαίτερα τοξικό.

Ασπαρτική καρβαμοϋλ τρανσφεράση καταλύει την βιοσύνθεση των πυριμιδινών στον μεταβολισμό νουκλεοτιδίου, βασικά συστατικά των νουκλεϊκών οξέων και υψηλή μόρια ενέργεια που χρησιμοποιείται σε πολλαπλές κυτταρικές διεργασίες (όπως ΑΤΡ και GTP, για παράδειγμα).

Οι τρανσφεράσες συμμετέχουν άμεσα στη ρύθμιση πολλών βιολογικών διεργασιών με τη σίγαση με επιγενετικούς μηχανισμούς τις αλληλουχίες ϋΝΑ που κωδικοποιούν τις πληροφορίες που είναι απαραίτητες για τη σύνθεση κυτταρικών στοιχείων.

Οι ακετυλοτρανσφεράσες ιστόνης ακετυλιωμένα διατηρημένα κατάλοιπα λυσίνης σε ιστόνες με μεταφορά μιας ακετυλομάδας από ένα μόριο ακετυλο-ΟοΑ. Αυτή η ακετυλίωση διεγείρει την ενεργοποίηση της μεταγραφής που σχετίζεται με την ανάπτυξη ή τη χαλάρωση της ευχρωματίνης.

Οι φωσφοτρανσφεράσες καταλύουν τη μεταφορά των φωσφορικών ομάδων σε πιθανώς όλα τα κυτταρικά μεταβολικά πλαίσια. Έχει σημαντικό ρόλο στη φωσφορυλίωση των υδατανθράκων.

Οι αμινοτρανσφεράσες καταλύουν την αναστρέψιμη μεταφορά αμινομάδων από αμινοξέα σε οξυοξέα, έναν από τους πολλούς μετασχηματισμούς αμινοξέων που μεσολαβούν από εξαρτώμενα από βιταμίνη Β6 ένζυμα.

Λειτουργίες

Οι τρανσφεράσες καταλύουν την κίνηση των χημικών ομάδων που πληρούν την αντίδραση που φαίνεται παρακάτω. Στην ακόλουθη εξίσωση το γράμμα "Χ" αντιπροσωπεύει το μόριο δότη της λειτουργικής ομάδας "Υ" και "Ζ" δρα ως δέκτης.

Χ-Υ + Ζ = Χ + Υ-Ζ

Αυτά είναι ένζυμα με ισχυρά ηλεκτροαρνητικά και πυρηνόφιλα στοιχεία στη σύνθεσή τους. αυτά τα στοιχεία είναι υπεύθυνα για τη μεταφορική ικανότητα του ενζύμου.

Ομάδες κινητοποιηθούν από τρανσφεράσες είναι γενικά αλδεϋδικές και κετονική υπολείμματα, ακύλιο, γλυκοσυλ, αλκυλ, αζωτούχα ομάδες και πλούσια σε άζωτο, φώσφορο, ομάδες που περιέχουν θείο, κ.λπ..

Ονοματολογία

Τρανσφεράσες κατάταξη ακολουθεί τους γενικούς κανόνες για την ταξινόμηση των προτάσεων από την Επιτροπή των ενζύμων (Επιτροπή Enzyme) το 1961. Σύμφωνα με τα ένζυμα της επιτροπής, κάθε ένζυμο δέχεται έναν αριθμητικό κωδικό για την ταξινόμηση.

Η θέση των αριθμών στον κώδικα υποδεικνύει καθένα από τα τμήματα ή κατηγορίες της ταξινόμησης και στους αριθμούς αυτούς προηγούνται τα γράμματα "ΕΚ".

Στην ταξινόμηση των τρανσφεράσεων ο πρώτος αριθμός αντιπροσωπεύει την ενζυματική τάξη, ο δεύτερος αριθμός συμβολίζει τον τύπο της ομάδας που μεταφέρουν και ο τρίτος αριθμός αναφέρεται στο υπόστρωμα στο οποίο ενεργούν.

Η ονοματολογία της κατηγορίας των τρανσφεράσεων είναι EC.2. Έχει δέκα υποκατηγορίες, έτσι ώστε να βρεθούν τα ένζυμα με τον κώδικα ΕΚ.2.1 μέχρι το ΕΚ.2.10.  Κάθε ονομασία της υποκατηγορίας γίνεται κυρίως σύμφωνα με την ομάδα τύπου που μεταφέρει το ένζυμο.

Υποκατηγορίες

Οι δέκα κατηγορίες ενζύμων στην οικογένεια των τρανσφερασών είναι:

EC.2.1 Μεταφορά ομάδων ενός ατόμου άνθρακα

Μεταφέρουν ομάδες που περιλαμβάνουν έναν μόνο άνθρακα. Η μεθυλοτρανσφεράση, για παράδειγμα, μεταφέρει μια μεθυλομάδα (CH3) στις αζωτούχες βάσεις του DNA. Τα ένζυμα αυτής της ομάδας ρυθμίζουν άμεσα τη μετάφραση των γονιδίων.

ΕΚ.2.2 Μεταφορά ομάδων αλδεϋδης ή κετόνης

Κινούν ομάδες αλδεϋδης και ομάδες κετόνης που έχουν σακχαρίτες ως ομάδες υποδοχέα. Η καρβαμυλοτρανσφεράση αντιπροσωπεύει ένα μηχανισμό ρύθμισης και σύνθεσης πυριμιδινών.

EC.2.3 Ακυλοτρανσφεράσες

Αυτά τα ένζυμα μεταφέρουν ακυλομάδες σε παράγωγα αμινοξέων. Η πεπτιδυλοτρανσφεράση εκτελεί τον ουσιαστικό σχηματισμό πεπτιδικών δεσμών μεταξύ γειτονικών αμινοξέων κατά τη διάρκεια της διαδικασίας μετάφρασης.

EC.2.4 Γλυκοσυλτρανσφεράσες

Καταλύουν τον σχηματισμό γλυκοσιδικών δεσμών χρησιμοποιώντας ομάδες σακχάρου φωσφορικών ως ομάδες δότη. Όλα τα ζωντανά όντα παρουσιάζουν αλληλουχίες DNA για γλυκοζυλοτρανσφεράσες, αφού συμμετέχουν στη σύνθεση γλυκολιπιδίων και γλυκοπρωτεϊνών.

EC.2.5 Μεταφέρονται ομάδες αλκυλίου ή αρυλίου, εκτός από τις ομάδες μεθυλίου

Κινούν τις ομάδες αλκυλίου ή αρυλίου (εκτός από το CH3) ως ομάδες διμεθυλίου, για παράδειγμα. Μεταξύ αυτών είναι η τρανσφεράση γλουταθειόνης, η οποία αναφέρθηκε παραπάνω.

ΕΚ.2.6 Μεταφορά ομάδων αζώτου

Τα ένζυμα των ομάδων αζώτου μεταφοράς αυτής της κατηγορίας όπως -ΝΗ2 και -ΝΗ. Μεταξύ αυτών των ενζύμων είναι οι αμινοτρανσφεράσες και οι τρανσαμινάσες.

EC.2.7 Μεταφορικές ομάδες που περιέχουν φωσφορικές ομάδες

Καταλύουν τη φωσφορυλίωση των υποστρωμάτων. Γενικά, τα υποστρώματα αυτών των φωσφορυλιώσεων είναι σάκχαρα και άλλα ένζυμα. Οι φωσφοτρανσφεράσες μεταφέρουν τα σάκχαρα στο εσωτερικό του κυττάρου, φωσφορυλιώνοντάς τα ταυτόχρονα.

EC.2.8 Ομάδες μεταφοράς που περιέχουν θείο

Χαρακτηρίζονται από την καταλυτική μεταφορά των ομάδων που περιέχουν θείο στη δομή τους. Το συνένζυμο Α ανήκει σε αυτήν την υποκατηγορία.

EC.2.9 Μεταφορά ομάδων που περιέχουν σελήνιο

Είναι κοινώς γνωστές ως σελενοτρανσφεράσες. Αυτοί κινητοποιούν L-σερυλομάδες μέχρι να μεταφέρουν τα RNAs.

EC.2.10 Μεταφέρει ομάδες που περιέχουν είτε μολυβδαίνιο είτε βολφράμιο

Οι τρανσφεράσες αυτής της ομάδας κινητοποιούν ομάδες που περιέχουν μολυβδαίνιο ή βολφράμιο σε μόρια που κατέχουν ομάδες σουλφιδίου ως δέκτες.

Αναφορές

  1. Alfaro, J.A., Zheng, R.B., Persson, Μ., Letts, J.A., Polakowski, R., Bai, Υ., & Evans, S.V. (2008). Οι ομάδες αίματος Α και Β της γλυκοζυλοτρανσφεράσης ΑΒΟ (Η) αναγνωρίζουν το υπόστρωμα μέσω ειδικών διαμορφωτικών αλλαγών. Journal of Biological Chemistry, 283 (15), 10097-10108.
  2. Aranda Moratalla, J. (2015). Υπολογιστική μελέτη των ϋΝΑ-Μεθυλοτρανσφερασών. Ανάλυση του επιγενετικού μηχανισμού της μεθυλίωσης του DNA (Διδακτορική διατριβή, Πανεπιστήμιο της Βαλένθια-Ισπανίας).
  3. Armstrong, R. Ν. (1997). Δομή, καταλυτικός μηχανισμός και εξέλιξη των τρανσφερασών γλουταθειόνης. Χημική έρευνα στην τοξικολογία, 10 (1), 2-18.
  4. Aznar Cano, Ε. (2014). Μελέτη φάγου του "Helicobacter pylori" με φαινοτυπικές και γονοτυπικές μεθόδους (Διδακτορική διατριβή, Universidad Complutense de Madrid)
  5. Boyce, S., & Tipton, Κ. F. (2001). Ενζυμική ταξινόμηση και ονοματολογία. eLS.
  6. Bresnick, Ε., & Mossé, Η. (1966). Ασπαρτική καρβαμοϋλοτρανσφεράση από συκώτι αρουραίου. Biochemical Journal, 101 (1), 63.
  7. Gagnon, S.M., Legg, M.S., Polakowski, R., Letts, J.A., Persson, Μ., Lin, S., & Borisova, S.N. (2018). Τα συντηρημένα κατάλοιπα Arg188 και Asp302 είναι κρίσιμα για την οργάνωση και την κατάλυση της δραστικής θέσης σε ανθρώπινες ΑΒΟ (Η) ομάδες αίματος Α και Β γλυκοζυλοτρανσφεράσες. Glycobiology, 28 (8), 624-636
  8. Grimes, W. J. (1970). Τρανσφεράσες σιαλικού οξέος και επίπεδα σιαλικού οξέος σε φυσιολογικά και μετασχηματισμένα κύτταρα. Biochemistry, 9 (26), 5083-5092.
  9. Grimes, W. J. (1970). Τρανσφεράσες σιαλικού οξέος και επίπεδα σιαλικού οξέος σε φυσιολογικά και μετασχηματισμένα κύτταρα. Biochemistry, 9 (26), 5083-5092.
  10. Hayes, J.D., Flanagan, J.U., & Jowsey, Ι. R. (2005). Τρανσφεράσες γλουταθειόνης. Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol., 45, 51-88.
  11. Hersh, L. Β., & Jencks, W. Ρ. (1967). Κινητική και ανταλλακτική συνένζυμο Α τρανσφεράσης. Journal of Biological Chemistry, 242 (15), 3468-3480
  12. Jencks, W. Ρ. (1973). 11 Συνένζυμα Α Τρανσφεράσες. Στο ένζυμα (Τόμος 9, σελ. 483-496). Academic Press.
  13. Lairson, L.L., Henrissat, Β., Davies, G.J., & Withers, S.G. (2008). Γλυκοσυλτρανσφεράσες: δομές, λειτουργίες και μηχανισμοί. Ετήσια επισκόπηση της βιοχημείας, 77
  14. Lairson, L.L., Henrissat, Β., Davies, G.J., & Withers, S.G. (2008). Γλυκοσυλτρανσφεράσες: δομές, λειτουργίες και μηχανισμοί. Ετήσια επισκόπηση της βιοχημείας, 77.
  15. Lambalot, R.H., Gehring, Α.Μ., Flugel, R.S., Zuber, Ρ., LaCelle, Μ., Marahiel, Μ.Α., & Walsh, C.T. (1996). Ένα νέο ένζυμο υπεροικογένεια των φωσφοναιθενυλ τρανσφεράσεων. Chemistry & biology, 3 (11), 923-936
  16. Mallard, C., Tolcos, Μ., Leditschke, J., Campbell, Ρ. & Rees, S. (1999). Μείωση της ανοσοαντιδραστικότητας της ακετυλοτρανσφεράσης χολίνης αλλά όχι της ανοσοαντιδραστικότητας υποδοχέα μουσκαρινικού-m2 στο εγκεφαλικό στέλεχος των νηπίων SIDS. Journal of νευροπαθολογία και πειραματική νευρολογία, 58 (3), 255-264
  17. Mannervik, Β. (1985). Τα ισοένζυμα της τρανσφεράσης γλουταθειόνης. Προβλέψεις στην ενζυμολογία και συναφείς τομείς της μοριακής βιολογίας, 57, 357-417
  18. MEHTA, Ρ. Κ., HALE, Τ. Ι. & CHRISTEN, Ρ. (1993). Αμινοτρανσφεράσες: επίδειξη ομολογίας και κατανομή σε εξελικτικές υποομάδες. European Journal of Biochemistry, 214 (2), 549-561
  19. Monro, R.E., Staehelin, Τ., Celma, Μ.Ι., & Vazquez, D. (1969, Ιανουάριος). Η δραστικότητα πεπτιδυλ τρανσφεράσης των ριβοσωμάτων. Στα Συμπόσια του Cold Spring Harbor για την ποσοτική βιολογία (Τόμος 34, σελ. 357-368). Cold Spring Harbor Laboratory Press.
  20. Montes, C. Ρ. (2014). Ένζυμα στα τρόφιμα; Βιοχημεία του βρώσιμου. Πανεπιστημιακό περιοδικό UNAM, 15, 12.
  21. Morton, Κ. Κ. (1953). Δραστηριότητα τρανσφεράσης υδρολυτικών ενζύμων. Nature, 172 (4367), 65.
  22. Negishi, Μ., Pedersen, L.G., Petrotchenko, Ε., Shevtsov, S., Gorokhov, Α., Kakuta, Υ., & Pedersen, L.C. (2001). Δομή και λειτουργία των σουλφοτρανσφερασών. Αρχεία βιοχημείας και βιοφυσικής, 390 (2), 149-157
  23. Επιτροπή Ονοματολογίας της Διεθνούς Ένωσης Βιοχημείας και Μοριακής Βιολογίας (NC-IUBMB). (2019). Ανακτήθηκε από το qmul.ac.uk
  24. Rej, R. (1989). Αμινοτρανσφεράσες σε ασθένειες. Οι κλινικές στην εργαστηριακή ιατρική, 9 (4), 667-687.
  25. Xu, D., Song, D., Pedersen, L.C., & Liu, J. (2007). Μεταγραφική μελέτη της 2-Ο-σουλφοτρανσφεράσης της θειικής ηπαράνης και της 2-Ο-σουλφοτρανσφεράσης της θειικής χονδροϊτίνης. Journal of Biological Chemistry, 282 (11), 8356-8367