TRANSFERAZE: PROCESI, FUNKCIJE, NOMENKLATURA I POTKLASE - BIOLOGIJA - 2026

Da transferaza su enzimi koji prijenos funkcionalne skupine supstrata djeluje kao donora na drugi služi kao jedan prijemnik. Većina metaboličkih procesa neophodnih za život uključuju enzime transferaze.

Prvo promatranje reakcija kataliziranih ovim enzimima dokumentiralo je 1953. godine dr. RK Morton, koji je promatrao prijenos fosfatne skupine iz alkalne fosfataze u β-galaktozidazu koja je djelovala kao receptor za fosfatnu skupinu.

Glicin N-metiltransferaza (Izvor: Jawahar Swaminathan i osoblje MSD-a u Europskom institutu za bioinformatiku putem Wikimedia Commonsa)

Nomenklatura enzima transferaze izrađuje se općenito prema prirodi molekule koja prihvaća funkcionalnu skupinu u reakciji, na primjer: DNA-metiltransferaza, glutation-transferaza, 1,4-α-glukan 6-α-glukoziltransferaza, među ostalim.

Transferaze su enzimi od biotehnološkog značaja, posebno u industriji hrane i lijekova. Njihovi se geni mogu modificirati tako da obavljaju specifične aktivnosti u organizmima, doprinoseći tako izravno zdravlju potrošača, osim prehrambenih koristi.

Prebiotski lijekovi za crijevnu floru bogati su transferazama jer sudjeluju u stvaranju ugljikohidrata koji pogoduju rastu i razvoju korisnih mikroorganizama u crijevu.

Nedostatci, strukturna oštećenja i prekidi u procesima kataliziranim transferazama uzrokuju nakupljanje proizvoda unutar stanice, zbog čega su mnoge različite bolesti i patologije povezane s takvim enzimima.

Neispravnost transferaza uzrokuje bolesti poput galaktosemije, Alzheimerove, Huntingtonove bolesti.

Biološki procesi u kojima sudjeluju

Među velikim brojem metaboličkih procesa u kojima sudjeluju transferaze su biosinteza glikozida i metabolizam šećera uopće.

Enzim glukotransferaza odgovoran je za konjugaciju A i B antigena na površini crvenih krvnih stanica. Ove promjene u vezivanju antigena uzrokovane su polimorfizmom aminokiselina Pro234Ser izvorne strukture B-transferaza.

Glutation-S-transferaza u jetri sudjeluje u detoksikaciji stanica jetre, pomažući ih zaštititi od reaktivnih vrsta kisika (ROS), slobodnih radikala i vodikovih peroksida koji se nakupljaju u staničnoj citoplazmi i jesu vrlo otrovno.

Glutation-S-Transferaza (Izvor: Jawahar Swaminathan i osoblje MSD-a u Europskom institutu za bioinformatiku putem Wikimedia Commonsa)

Aspartat karbamoil transferaza katalizira biosintezu pirimidina u metabolizmu nukleotida, osnovnih komponenti nukleinskih kiselina i visokoenergetskih molekula koje se koriste u više staničnih procesa (na primjer, ATP i GTP).

Transferaze izravno sudjeluju u regulaciji mnogih bioloških procesa, prigušivanjem epigenetskim mehanizmima DNA sekvence koje kodiraju informacije potrebne za sintezu staničnih elemenata.

Aceton aceton histonske acetiltransferaze sačuvao je ostatke lizina prijenosom acetilne skupine iz molekule acetil-CoA. Ova acetilacija potiče aktiviranje transkripcije povezane s odmotavanjem ili opuštanjem eukromatina.

Fosfotransferaze kataliziraju prijenos fosfatnih skupina u vjerojatno svim staničnim metaboličkim kontekstima. Ima važnu ulogu u fosforilaciji ugljikohidrata.

Aminotransferaze kataliziraju reverzibilni prijenos aminokiselina iz aminokiselina u oksakiseline, jednu od mnogih transformacija aminokiselina posredovanih enzimima ovisnim o vitaminu B6.

Značajke

Transferaze kataliziraju kretanje kemijskih skupina izvodeći reakciju prikazanu u nastavku. U sljedećoj jednadžbi, slovo "X" predstavlja donornu molekulu funkcionalne skupine "Y", a "Z" djeluje kao akceptor.

XY + Z = X + YZ

To su enzimi s jakim elektronegativnim i nukleofilnim elementima u svom sastavu; Ti su elementi odgovorni za prijenosnu sposobnost enzima.

Grupe koje mobiliziraju transferaze općenito su ostaci aldehida i ketona, acil, glukozil, alkil, dušične i dušične skupine, fosfor, skupine koje sadrže sumpor.

Nomenklatura

Razvrstavanje transferaza slijedi opća pravila klasifikacije enzima koje je 1961. predložila Enzimska komisija. Prema odboru, svaki enzim dobiva brojčani kod za svoju klasifikaciju.

Položaj brojeva u kodu označava svaku od podjela ili kategorija u klasifikaciji, a tim brojevima prethodi slovo "EZ".

U klasifikaciji transferaza, prvi broj predstavlja enzimsku klasu, drugi broj simbolizira vrstu skupine koju prenose, a treći broj odnosi se na supstrat na koji djeluju.

Nomenklatura klase transferaza je EC.2. Ima deset potklasa, pa postoje enzimi s kodom od EC.2.1 do EC.2.10. Svaka oznaka podrazreda izrađuje se uglavnom prema vrsti skupine koja prenosi enzim.

podklase

Deset klasa enzima u obitelji transferaza su:

EC.2.1 Prijenosne skupine ugljikovog atoma

Oni prenose skupine koje uključuju jedan ugljik. Metiltransferaza, na primjer, prenosi metilnu skupinu (CH3) na dušične baze DNA. Enzimi ove skupine izravno reguliraju translaciju gena.

EC.2.2 Prijenos aldehidnih ili ketonskih skupina

Oni mobiliziraju aldehidne skupine i ketonske skupine koje imaju saharide kao skupine receptora. Karbamiltransferaza predstavlja mehanizam regulacije i sinteze pirimidina.

EC.2.3 Aciltransferaze

Ti enzimi prenose acilne skupine na derivate aminokiselina. Peptidiltransferaza vrši esencijalno stvaranje peptidnih veza između susjednih aminokiselina tijekom postupka prevođenja.

EC.2.4 Glikoziltransferaze

Oni kataliziraju stvaranje glikozidnih veza koristeći fosfatne skupine šećera kao skupine donora. Sva živa bića predstavljaju DNK sekvence glikoziltransferaza, jer sudjeluju u sintezi glikolipida i glikoproteina.

EC.2.5 Prenesite alkilne ili arilne skupine osim metilnih skupina

Primjerice, mobiliziraju alkilne ili arilne skupine (osim CH3) poput dimetilnih skupina. Među njima je i glutation-transferaza, koja je spomenuta i ranije.

EC.2.6 Prijenos dušičnih skupina

Enzimi ove klase prenose dušične skupine kao što su -NH2 i -NH. Ti enzimi uključuju aminotransferaze i transaminaze.

EC.2.7 Prijenosne skupine koje sadrže fosfatne skupine

Oni kataliziraju fosforilaciju supstrata. Općenito, supstrati ovih fosforilacija su šećeri i drugi enzimi. Fosfotransferaze prenose šećere u stanicu, istovremeno ih fosforilirajući.

EC.2.8 Prijenosne skupine koje sadrže sumpor

Karakterizira ih kataliziranje prijenosa skupina koje u svom sastavu sadrže sumpor. Koenzim A Transferaza pripada ovoj podklasi.

EC.2.9 Prijenosne skupine koje sadrže selen

Uobičajeno su poznate kao seleniotransferaze. Ove mobiliziraju L-serilne skupine za prijenos RNA.

EC.2.10 Prijenosne skupine koje sadrže ili molibden ili volfram

Transferaze ove skupine mobiliziraju skupine koje sadrže molibden ili volfram u molekule koje imaju sulfidne skupine kao akceptore.

Reference

1. Alfaro, JA, Zheng, RB, Persson, M., Letts, JA, Polakowski, R., Bai, Y.,… & Evans, SV (2008). ABO (H) krvne grupe A i B glikoziltransferaze prepoznaju supstrat kroz specifične konformacijske promjene. Časopis za biološku kemiju, 283 (15), 10097-10108.
2. Aranda Moratalla, J. (2015). Računalna studija DNA-metiltransferaza. Analiza epigenetskog mehanizma metilacije DNA (doktorska disertacija, Sveučilište u Valenciji, Španjolska).
3. Armstrong, RN (1997). Struktura, katalitički mehanizam i evolucija glutation-transferaza. Kemijska istraživanja u toksikologiji, 10 (1), 2-18.
4. Aznar Cano, E. (2014). Istraživanje faga »Helicobacter pylori« fenotipskim i genotipskim metodama (doktorska disertacija, Universidad Complutense de Madrid)
5. Boyce, S. i Tipton, KF (2001). Razvrstavanje i nomenklatura enzima. Els.
6. Bresnick, E., i Mossé, H. (1966). Aspartat karbamoiltransferaza iz jetre štakora. Biochemical Journal, 101 (1), 63.
7. Gagnon, SM, Legg, MS, Polakowski, R., Letts, JA, Persson, M., Lin, S.,… & Borisova, SN (2018). Konzervirani ostaci Arg188 i Asp302 su kritični za organizaciju aktivnog mjesta i katalizu u ljudskoj ABO (H) krvnoj skupini A i B glikoziltransferazi. Glikobiologija, 28 (8), 624-636
8. Grimes, WJ (1970). Transferaze sialne kiseline i razine sialne kiseline u normalnim i transformiranim stanicama. Biochemistry, 9 (26), 5083-5092.
9. Grimes, WJ (1970). Transferaze sialne kiseline i razine sialne kiseline u normalnim i transformiranim stanicama. Biochemistry, 9 (26), 5083-5092.
10. Hayes, JD, Flanagan, JU, i Jowsey, IR (2005). Glutation-transferaze. Annu. Vlč. Pharmacol. Toxical., 45, 51-88.
11. Hersh, LB, & Jencks, WP (1967). Koenzim A Kinetika transferaze i reakcije razmjene. Časopis za biološku kemiju, 242 (15), 3468-3480
12. Jencks, WP (1973). 11 Transferaze koenzima A. In Enzimi (Vol. 9, str. 483-496). Akademska štampa.
13. Lairson, LL, Henrissat, B., Davies, GJ, & Withers, SG (2008). Glikoziltransferaze: strukture, funkcije i mehanizmi. Godišnji pregled biokemije, 77
14. Lairson, LL, Henrissat, B., Davies, GJ, & Withers, SG (2008). Glikoziltransferaze: strukture, funkcije i mehanizmi. Godišnji pregled biokemije, 77.
15. Lambalot, RH, Gehring, AM, Flugel, RS, Zuber, P., LaCelle, M., Marahiel, MA,… i Walsh, CT (1996). Novi enzim superfamilije fosfopantetenil transferaze. Kemija i biologija, 3 (11), 923-936
16. Mallard, C., Tolcos, M., Leditschke, J., Campbell, P., & Rees, S. (1999). Smanjenje imunoreaktivnosti holin acetiltransferaze, ali ne i imunoreaktivnost receptora s muskarinskim m2 u mozgu djece SIDS-a. Časopis za neuropatologiju i eksperimentalnu neurologiju, 58 (3), 255-264
17. Mannervik, B. (1985). Izoenzimi glutation-transferaze. Napredak u enzimologiji i srodna područja molekularne biologije, 57, 357-417
18. MEHTA, PK, HALE, TI i CHRISTEN, P. (1993). Aminotransferaze: demonstracija homologije i podjela na evolucijske podskupine. Europski časopis za biokemiju, 214 (2), 549-561
19. Monro, RE, Staehelin, T., Celma, ML, & Vazquez, D. (1969, siječanj). Aktivnost peptidil-transferaze ribosoma. U simpozijima o kvantitativnoj biologiji u Hladnom proljeću (Vol. 34, str. 357-368). Laboratorijska presa hladne proljeće.
20. Montes, CP (2014). Enzimi u hrani? Biokemija jestivih. Sveučilišni časopis UNAM, 15, 12.
21. Morton, RK (1953). Aktivnost transferaze hidroliznih enzima. Priroda, 172 (4367), 65.
22. Negishi, M., Pedersen, LG, Petrotchenko, E., Shevtsov, S., Gorokhov, A., Kakuta, Y., & Pedersen, LC (2001). Struktura i funkcija sulfotransferaza. Arhiv biokemije i biofizike, 390 (2), 149-157
23. Odbor za nomenklaturu Međunarodne unije za biokemiju i molekularnu biologiju (NC-IUBMB). (2019). Preuzeto s qmul.ac.uk
24. Rej, R. (1989). Aminotransferaze u bolesti. Klinike u laboratorijskoj medicini, 9 (4), 667-687.
25. Xu, D., Song, D., Pedersen, LC, i Liu, J. (2007). Mutacijsko istraživanje heparan sulfata 2-O-sulfotransferaze i hondroitin sulfata 2-O-sulfotransferaze. Časopis za biološku kemiju, 282 (11), 8356-8367