ТРАНСФЕРАЗЕ: ПРОЦЕСИ, ФУНКЦИЈЕ, НОМЕНКЛАТУРА И ПОДКЛАСЕ - БИОЛОГИЈА - 2025

У трансферазе су ензими који преносе функционалне групе супстрата дјелује као донатор другом делује као као пријемник. Већина метаболичких процеса неопходних за живот укључују ензиме трансферазе.

Прво посматрање реакција катализираних овим ензимима документовано је 1953. године др РК Мортон, који је приметио преношење фосфатне групе из алкалне фосфатазе у β-галактозидазу која је деловала као рецептор за фосфатну групу.

Глицин Н-метилтрансфераза (Извор: Јавахар Сваминатхан и особље МСД-а у Европском институту за биоинформатику путем Викимедиа Цоммонса)

Номенклатура ензима трансферазе се обично прави у складу са природом молекула који прихвата функционалну групу у реакцији, на пример: ДНК-метилтрансфераза, глутатион-трансфераза, 1,4-α-глукан 6-α-глукозилтрансфераза, између осталог.

Трансферазе су ензими од биотехнолошког значаја, посебно у индустрији хране и лекова. Њихови гени се могу модификовати да врше одређене активности у организмима, доприносећи тако директно здрављу потрошача, осим нутритивних користи.

Пребиотски лекови за цревну флору богати су трансферазама, јер учествују у стварању угљених хидрата који фаворизују раст и развој корисних микроорганизама у цревима.

Недостаци, структурна оштећења и прекиди у процесима катализираним трансферазама узрокују нагомилавање производа унутар ћелије, због чега су многе различите болести и патологије повезане са таквим ензимима.

Неисправност трансфераза узрокује болести попут галактосемије, Алзхеимерове болести, Хунтингтон-ове болести.

Биолошки процеси у којима учествују

Међу великим бројем метаболичких процеса у којима учествују трансферазе су биосинтеза гликозида и метаболизам шећера уопште.

Ензим глукотрансфераза одговоран је за коњугацију А и Б антигена на површини црвених крвних зрнаца. Ове варијације везивања антигена узроковане су полиморфизмом аминокиселина Про234Сер оригиналне структуре Б-трансфераза.

Глутатион-С-трансфераза у јетри учествује у детоксикацији ћелија јетре, помажући их да се заштите од реактивних врста кисеоника (РОС), слободних радикала и хидроген пероксида који се накупљају у ћелијској цитоплазми и јесу врло отровно.

Глутатион-С-Трансфераза (Извор: Јавахар Сваминатхан и особље МСД-а у Европском институту за биоинформатику путем Викимедиа Цоммонса)

Аспартат карбамоил трансфераза катализује биосинтезу пиримидина у метаболизму нуклеотида, основних компоненти нуклеинских киселина и високоенергетских молекула који се користе у више ћелијских процеса (на пример АТП и ГТП).

Трансферазе директно учествују у регулацији многих биолошких процеса утишавањем епигенетским механизмима ДНК секвенце које кодирају информације потребне за синтезу ћелијских елемената.

Хистон ацетилтрансфераза ацетилат је сачувао остатке лизина на хистонима преношењем ацетил групе из молекула ацетил-ЦоА. Ова ацетилација подстиче активирање транскрипције повезане са одмотавањем или опуштањем еухроматина.

Фосфотрансферазе катализују пренос фосфатних група у вероватно свим ћелијским метаболичким контекстима. Има важну улогу у фосфорилацији угљених хидрата.

Аминотрансферазе катализују реверзибилни пренос аминокиселина из аминокиселина у оксакиселине, једну од многих трансформација аминокиселина посредованих ензимима зависним од витамина Б6.

Карактеристике

Трансферазе катализују кретање хемијских група спроводећи реакцију приказану доле. У следећој једначини, слово "Кс" представља донорски молекул функционалне групе "И", а "З" делује као акцептор.

КСИ + З = Кс + ИЗ

Ово су ензими са јаким електронегативним и нуклеофилним елементима у свом саставу; Ови елементи су одговорни за способност преноса ензима.

Групе које мобилизирају трансферазе су опћенито остаци алдехида и кетона, ацил, глукозил, алкил, азотне и богате азотним групама, фосфор, групе које садрже сумпор.

Номенклатура

Класификација трансфераза прати општа правила класификације ензима које је предложила Комисија за ензим 1961. године. Према мишљењу одбора, сваки ензим добија бројчану шифру за своју класификацију.

Положај бројева у коду означава сваку одељења или категорије у класификацији, а тим бројевима претходи слово „ЕЦ“.

У класификацији трансфераза, први број представља ензимску класу, други број симболизира врсту групе коју преносе, а трећи број односи се на супстрат на који делују.

Номенклатура класе трансфераза је ЕЦ.2 . Има десет поткласа, тако да постоје ензими са шифром од ЕЦ.2.1 до ЕЦ.2.10 . Свака ознака подразреда се врши углавном према врсти групе која преноси ензим.

Подкласе

Десет класа ензима из породице трансфераза су:

ЕЦ.2.1 Пренос група атома угљеника

Они преносе групе које укључују један угљеник. Метилтрансфераза, на пример, преноси метилну групу (ЦХ3) на азотне базе ДНК. Ензими из ове групе директно регулишу транслацију гена.

ЕЦ.2.2 Пренос група алдехида или кетона

Они мобилишу алдехидне групе и кетонске групе које имају сахариде као рецепторске групе. Карбамилтрансфераза представља механизам регулације и синтезе пиримидина.

ЕЦ.2.3 Ацилтрансферазе

Ови ензими преносе ацилне групе на деривате аминокиселина. Пептидилтрансфераза врши есенцијално стварање пептидних веза између суседних аминокиселина током процеса превођења.

ЕЦ.2.4 Гликозилтрансферазе

Они катализују стварање гликозидних веза користећи фосфатне шећерне групе као групе донора. Сва жива бића представљају секвенце ДНК за гликозилтрансферазе, пошто учествују у синтези гликолипида и гликопротеина.

ЕЦ.2.5 Пренесите алкилне или арилне групе осим метилних група

На пример, мобилишу алкилне или арилне групе (осим ЦХ3) попут диметил група. Међу њима је и глутатион-трансфераза, која је раније поменута.

ЕЦ.2.6 Преносити азотне групе

Ензими ове класе преносе азотне групе као што су -НХ2 и -НХ. Ови ензими укључују аминотрансферазе и трансаминазе.

ЕЦ.2.7 Трансфер групе које садрже фосфатне групе

Они катализирају фосфорилацију супстрата. Генерално супстрати ових фосфорилација су шећери и други ензими. Фосфотрансферазе транспортују шећере у ћелију, истовремено их фосфорилирајући.

ЕЦ.2.8 Трансфер групе које садрже сумпор

Карактерише их катализацијом преноса група које у свом саставу садрже сумпор. Коензим А Трансфераза припада овој подкласи.

ЕЦ.2.9 Трансфер групе које садрже селен

Они су обично познати као селениотрансферазе. Оне мобилишу Л-серилне групе за пренос РНА.

ЕЦ.2.10 Преносне групе које садрже или молибден или волфрам

Трансферазе ове групе мобилишу групе које садрже молибден или волфрам у молекуле које имају сулфидне групе као акцепторе.

Референце

1. Алфаро, ЈА, Зхенг, РБ, Перссон, М., Леттс, ЈА, Полаковски, Р., Баи, И.,… и Еванс, СВ (2008). АБО (Х) крвне групе А и Б гликозилтрансферазе препознају супстрат кроз посебне конформацијске промене. Часопис за биолошку хемију, 283 (15), 10097-10108.
2. Аранда Мораталла, Ј. (2015). Рачунарска студија ДНК-метилтрансфераза. Анализа епигенетског механизма метилације ДНК (докторска дисертација, Универзитет у Валенсији, Шпанија).
3. Армстронг, РН (1997). Структура, каталитички механизам и еволуција глутатион-трансфераза. Хемијска истраживања у токсикологији, 10 (1), 2-18.
4. Азнар Цано, Е. (2014). Проучавање фага »Хелицобацтер пилори« фенотипским и генотипским методама (докторска дисертација, Универсидад Цомплутенсе де Мадрид)
5. Боице, С. и Типтон, КФ (2001). Класификација и номенклатура ензима. еЛС.
6. Бресницк, Е. и Моссе, Х. (1966). Аспартат карбамоилтрансфераза из јетре штакора. Биоцхемицал Јоурнал, 101 (1), стр.
7. Гагнон, СМ, Легг, МС, Полаковски, Р., Леттс, ЈА, Перссон, М., Лин, С.,… & Борисова, СН (2018). Конзервирани остаци Арг188 и Асп302 су критични за активно организовање места и катализу у људским АБО (Х) крвним групама А и Б гликозилтрансферазе. Глицобиологи, 28 (8), 624-636
8. Гримес, ВЈ (1970). Трансферазе сиалинске киселине и нивои сиалинске киселине у нормалним и трансформисаним ћелијама. Биоцхемистри, 9 (26), 5083-5092.
9. Гримес, ВЈ (1970). Трансферазе сиалинске киселине и нивои сиалинске киселине у нормалним и трансформисаним ћелијама. Биоцхемистри, 9 (26), 5083-5092.
10. Хаиес, ЈД, Фланаган, ЈУ, и Јовсеи, ИР (2005). Глутатион-трансферазе. Анну. Вл. Пхармацол. Токицол. , 45, 51-88.
11. Херсх, ЛБ, & Јенцкс, ВП (1967). Коензим А Кинетика трансферазе и реакције размене. Часопис за биолошку хемију, 242 (15), 3468-3480
12. Јенцкс, ВП (1973). 11 Трансферазе коензима А. Ин Ензими (Вол. 9, стр. 483-496). Академска штампа.
13. Лаирсон, ЛЛ, Хенриссат, Б., Давиес, ГЈ, & Витхерс, СГ (2008). Гликозилтрансферазе: структуре, функције и механизми. Годишњи преглед биохемије, 77
14. Лаирсон, ЛЛ, Хенриссат, Б., Давиес, ГЈ, & Витхерс, СГ (2008). Гликозилтрансферазе: структуре, функције и механизми. Годишњи преглед биохемије, 77.
15. Ламбалот, РХ, Гехринг, АМ, Флугел, РС, Зубер, П., ЛаЦелле, М., Марахиел, МА, … и Валсх, ЦТ (1996). Нови ензим супер породице породице фосфопантетенил трансферазе. Хемија и биологија, 3 (11), 923-936
16. Маллард, Ц., Толцос, М., Ледитсцхке, Ј., Цампбелл, П., & Реес, С. (1999). Смањење имунореактивности холин ацетилтрансферазе, али не и имунореактивност рецептора мускаринских м2 у мозгу деце од СИДС-а. Часопис за неуропатологију и експерименталну неурологију, 58 (3), 255-264
17. Маннервик, Б. (1985). Изоензими глутатион-трансферазе. Напредак у ензимологији и сродна подручја молекуларне биологије, 57, 357-417
18. МЕХТА, ПК, ХАЛЕ, ТИ и ЦХРИСТЕН, П. (1993). Аминотрансферазе: демонстрација хомологије и подјела на еволуцијске подскупине. Европски часопис за биохемију, 214 (2), 549-561
19. Монро, РЕ, Стаехелин, Т., Целма, МЛ и Вазкуез, Д. (1969, јануар). Активност пептидил-трансферазе рибосома. У симпозијима о квантитативној биологији у Хладном Спринг Харбору (Вол. 34, стр. 357-368). Цолд Спринг Харбор Лаборатори Пресс.
20. Монтес, ЦП (2014). Ензими у храни? Биохемија јестивих. Универзитетски магазин УНАМ, 15, 12.
21. Мортон, РК (1953). Активност трансферазе хидролизних ензима. Природа, 172 (4367), 65.
22. Негисхи, М., Педерсен, ЛГ, Петротцхенко, Е., Схевтсов, С., Горокхов, А., Какута, И., анд Педерсен, ЛЦ (2001). Структура и функција сулфотрансфераза. Архиви биохемије и биофизике, 390 (2), 149-157
23. Одбор за номенклатуру Међународне уније за биохемију и молекуларну биологију (НЦ-ИУБМБ). (2019). Преузето са кмул.ац.ук
24. Реј, Р. (1989). Аминотрансферазе код болести. Клинике у лабораторијској медицини, 9 (4), 667-687.
25. Ксу, Д., Сонг, Д., Педерсен, ЛЦ, и Лиу, Ј. (2007). Мутацијско истраживање хепаран сулфата 2-О-сулфотрансферазе и хондроитин сулфата 2-О-сулфотрансферазе. Часопис за биолошку хемију, 282 (11), 8356-8367