Isomerase proses biologis, fungsi, nomenklatur dan sub-kelas



itu isomerase mereka adalah kelas enzim yang terlibat dalam penataan ulang struktural atau posisi isomer dan stereoisomer molekul yang berbeda. Mereka hadir di hampir semua organisme seluler yang memenuhi fungsi dalam berbagai konteks.

Enzim kelas ini bertindak pada satu substrat, meskipun beberapa mungkin secara kovalen terkait dengan kofaktor, ion, dan lainnya. Reaksi umum, oleh karena itu, dapat dilihat sebagai berikut:

X-Y → Y-X

Reaksi yang dikatalisis oleh enzim ini menyiratkan penataan ulang internal ikatan, yang dapat berarti perubahan dalam posisi gugus fungsional, dalam posisi ikatan rangkap antara karbon, antara lain, tanpa perubahan dalam rumus molekul substrat..

Isomerase menjalankan beragam fungsi dalam beragam proses biologis, yang meliputi jalur metabolisme, pembelahan sel, replikasi DNA, dan lain-lain..

Isomerase adalah enzim pertama yang digunakan secara industri untuk produksi sirup dan makanan manis lainnya, berkat kapasitasnya untuk mengubah isomer dari berbagai jenis karbohidrat..

Indeks

  • 1 Proses biologis di mana mereka berpartisipasi
  • 2 fungsi
  • 3 Nomenklatur
  • 4 Subclass
    • 4.1 EC.5.1 Racemases dan epimerases
    • 4.2 EC.5.2 Cis-trans-Isomerases
    • 4.3 EC.5.3 isomerase intramolekul
    • 4.4 EC.5.4 transferase intramolekuler (mutases)
    • 4.5 EC.5.5 Lisis intramolekul
    • 4.6 EC.5.6 Isomerase yang mengubah konformasi makromolekul
    • 4.7 EC.5.99 Isomerase lainnya
  • 5 Referensi

Proses biologis di mana mereka berpartisipasi

Isomerase berpartisipasi dalam berbagai proses seluler vital. Di antara yang paling menonjol adalah replikasi dan pengemasan DNA, dikatalisis oleh topoisomerase. Kejadian ini sangat penting untuk replikasi asam nukleat, serta kondensasi sebelum pembelahan sel.

Glikolisis, salah satu jalur metabolisme sentral dalam sel, termasuk setidaknya tiga enzim isomer, yaitu: isomerase fosfoglucosa, triosa fosfat isomerase dan fosfogliserat mutase.

Konversi UDP-galaktosa menjadi UDP-glukosa dalam jalur katabolisme galaktosa dicapai dengan aksi epimerase. Pada manusia enzim ini dikenal sebagai UDP-glukosa 4-epimerase.

Pelipatan protein adalah proses penting untuk berfungsinya banyak enzim di alam. Enzim protein-disulfida enzim membantu melipat protein yang mengandung jembatan disulfida dengan memodifikasi posisi mereka dalam molekul yang mereka gunakan sebagai substrat.

Fungsi

Fungsi utama enzim yang termasuk dalam kelas isomerase dapat dilihat sebagai transformasi substrat melalui perubahan struktural kecil, untuk membuatnya rentan terhadap pemrosesan lebih lanjut oleh enzim di hilir dalam jalur metabolisme, misalnya.

Contoh dari isomerisasi adalah perubahan dari kelompok fosfat pada posisi 3 karbon pada posisi 2 dari 3-fosfogliserat untuk mengubahnya menjadi 2-fosfogliserat, dikatalisasi oleh mutase enzim fosfogliserat di jalur glikolisis, dimana senyawa energi tinggi yang dihasilkan yang merupakan substrat fungsional enolase.

Nomenklatur

Klasifikasi isomerase mengikuti aturan umum klasifikasi enzim yang diusulkan oleh Komisi Enzim pada tahun 1961, di mana setiap enzim menerima kode numerik untuk klasifikasinya.

Posisi angka dalam kode tersebut menunjukkan masing-masing divisi atau kategori dalam klasifikasi dan angka-angka ini didahului dengan huruf "EC".

Untuk isomerase, bilangan pertama mewakili kelas enzimatik, yang kedua menunjukkan jenis isomerisasi yang mereka lakukan, dan yang ketiga adalah substrat tempat mereka bertindak..

Nomenklatur kelas isomerase adalah EC.5. Ini memiliki tujuh subclass, sehingga Anda akan menemukan enzim dengan kode dari EC.5.1 ke EC.5.6. Ada "sub-kelas" keenam dari isomerase yang dikenal sebagai "isomerase lain", yang kodenya EC.5.99, karena mencakup enzim dengan beragam fungsi isomerase.

Denotasi subkelas ini terutama dilakukan sesuai dengan jenis isomerisasi yang dilakukan oleh enzim ini. Meskipun demikian, mereka juga dapat menerima nama seperti racemases, epimerases, cis-trans-isomerases, isomerases, tautomerases, mutases atau cyclo isomerases..

Subkelas

Ada 7 kelas enzim dalam keluarga isomerase:

EC.5.1 Racemases dan epimerases

Mereka mengkatalisasi pembentukan campuran rasemat berdasarkan posisi α-karbon. Mereka dapat bertindak atas asam amino dan turunannya (EC.5.1.1), pada gugus dan turunan asam hidroksi (EC.5.1.2), pada karbohidrat dan turunannya (EC.5.1.3) dan lainnya (EC.5.1.99).

EC.5.2 Cis-trans-Isomerase

Mereka mengkatalisasi konversi antara cis dan trans isomer bentuk molekul yang berbeda.

EC.5.3 Isomerase intamolekul

Enzim-enzim ini bertanggung jawab untuk isomerisasi bagian-bagian internal dalam molekul yang sama. Ada beberapa yang melakukan reaksi oksidoreduksi, di mana donor elektron dan akseptor adalah molekul yang sama, sehingga mereka tidak diklasifikasikan sebagai oksidoreduktase.

Mereka dapat bertindak antara konversi aldosis dan ketosis (EC.5.3.1), pada kelompok keto dan enol (EC.5.3.2), mengubah posisi ikatan rangkap CC (EC.5.3.3), ikatan disulfida SS ( EC.5.3.4) dan "oksidoreduktase" lainnya (EC.5.3.99).

EC.5.4 transferase intramolecular (mutases)

Enzim ini mengkatalisasi perubahan posisi berbagai kelompok dalam molekul yang sama. Mereka diklasifikasikan berdasarkan jenis kelompok yang "bergerak".

Ada Phosphomonases (EC.5.4.1), mereka yang mentransfer gugus amino (EC.5.4.2), mereka yang mentransfer gugus hidroksil (EC.5.4.3), dan mereka yang mentransfer jenis kelompok lain (EC.5.4. 99).

EC.5.5 Lisis intramolekul

Mereka mengkatalisasi "eliminasi" kelompok yang merupakan bagian dari molekul, tetapi itu tidak terkait secara kovalen dengannya..

EC.5.6 Isomerase yang mengubah konformasi makromolekul

Mereka dapat bertindak dengan mengubah konformasi polipeptida (EC.5.6.1) atau asam nukleat (EC.5.6.2).

EC.5.99 Isomerase lainnya

Subkelas ini menyatukan enzim seperti isomerase tiosianat dan isomerase 2-hidroksimen-2-karboksilat.

Referensi

  1. Adams, E. (1972). Asam Amino Racemases dan Epimerases. Enzim, 6, 479-507.
  2. Boyce, S., & College, T. (2005). Klasifikasi dan Nomenklatur Enzim. Ensiklopedia Ilmu Hayati, 1-11.
  3. Cai, C. Z., Han, L. Y., Ji, Z. L., & Chen, Y. Z. (2004). Klasifikasi Keluarga Enzim oleh Mesin Vektor Dukungan. Protein: Struktur, Fungsi dan Bioinformatika, 55, 66-76.
  4. Dugave, C., & Demange, L. (2003). Isomerisasi Cis - Trans Molekul Organik dan Biomolekul: Implikasi dan Aplikasi. Ulasan Kimia, 103, 2475-2532.
  5. Encyclopedia Britannica. (2018). Diperoleh 3 Maret 2019, dari britannica.com
  6. Freedman, R. B., Hirst, T. R., & Tuite, M. F. (1994). Protein disulphide isomerase: membangun jembatan dalam pelipatan protein. TIBS, 19, 331-336.
  7. Murzin, A. (1996). Klasifikasi struktural protein: superfamili baru Alexey G Murzin. Klasifikasi Struktural Protein: Superfamilies Baru, 6, 386-394.
  8. Nelson, D. L., & Cox, M. M. (2009). Prinsip Lehninger Biokimia. Edisi Omega (edisi ke-5).
  9. Komite Nomenklatur dari International Union of Biokimia dan Biologi Molekuler (NC-IUBMB). (2019). Diperoleh dari qmul.ac.uk
  10. Thoden, J. B., Frey, P. A., & Holden, H. M. (1996). Struktur Molekul Kompleks Abortif NADH / UDP-glukosa dari UDP-galaktosa 4-Epimerase dari Escherichia coli: Implikasi untuk Mekanisme Catalytic. Biokimia, 35, 5137-5144.