Mentransfer proses biologis, fungsi, nomenklatur dan subkelas



itu transferases adalah enzim yang bertanggung jawab untuk mentransfer gugus fungsi dari substrat yang bertindak sebagai donor ke yang lain yang bertindak sebagai reseptor. Sebagian besar proses metabolisme penting untuk kehidupan melibatkan enzim transferase.

Pengamatan pertama dari reaksi yang dikatalisis oleh enzim ini didokumentasikan pada tahun 1953 oleh Dr. R. K. Morton, yang mengamati transfer gugus fosfat dari alkali fosfatase ke β-galaktosidase yang bertindak sebagai reseptor untuk kelompok fosfat.

Nomenklatur enzim transferase umumnya dilakukan sesuai dengan sifat molekul yang menerima gugus fungsional dalam reaksi, misalnya: DNA-metiltransferase, Glutathione-transferase, 1,4-α-glukan 6-α-glukosiltransferase, antara lain.

Transferase adalah enzim dengan kepentingan bioteknologi, terutama dalam industri makanan dan obat-obatan. Gen mereka dapat dimodifikasi untuk memenuhi aktivitas spesifik dalam organisme, sehingga berkontribusi langsung terhadap kesehatan konsumen, di luar manfaat nutrisi.

Obat prebiotik untuk flora usus kaya akan transferase, karena ini berpartisipasi dalam pembentukan karbohidrat yang mendukung pertumbuhan dan perkembangan mikroorganisme yang bermanfaat di usus.

Defisiensi, kerusakan struktural, dan gangguan dalam proses yang dikatalisis oleh transferase menyebabkan akumulasi produk di dalam sel, itulah sebabnya mengapa berbagai penyakit dan patologi terkait dengan enzim tersebut.

Kerusakan transferase menyebabkan penyakit seperti galaktosemia, Alzheimer, penyakit Huntington, dan lainnya.

Indeks

  • 1 Proses biologis di mana mereka berpartisipasi
  • 2 fungsi
  • 3 Nomenklatur
  • 4 Subclass
    • 4.1 EC.2.1 Mentransfer kelompok atom karbon
    • 4.2 EC.2.2 Mentransfer kelompok aldehida atau keton
    • 4.3 EC.2.3 Asiltransferase
    • 4.4 EC.2.4 Glycosyltransferases
    • 4.5 EC.2.5 Transfer gugus alkil atau aril, terpisah dari gugus metil
    • 4.6 EC.2.6 Transfer gugus nitrogen
    • 4.7 EC.2.7 Kelompok transfer yang mengandung kelompok fosfat
    • 4.8 EC.2.8 Kelompok pemindahan yang mengandung belerang
    • 4.9 EC.2.9 Mentransfer kelompok yang mengandung selenium
    • 4.10 EC.2.10 Kelompok pemindahan yang mengandung molibdenum atau tungsten
  • 5 Referensi

Proses biologis di mana mereka berpartisipasi

Di antara sejumlah besar proses metabolisme yang melibatkan transferase adalah biosintesis glikosida dan metabolisme gula secara umum..

Enzim glukotransferase bertanggung jawab atas konjugasi antigen A dan B pada permukaan sel darah merah. Variasi dalam pengikatan antigen ini berasal dari polimorfisme asam amino Pro234Ser dari struktur asli B-transferase.

Glutathione-S-transferase dalam hati berpartisipasi dalam detoksifikasi sel hati, membantu melindungi mereka dari spesies oksigen reaktif (ROS), radikal bebas dan hidrogen peroksida yang terakumulasi dalam sitoplasma sel dan sangat beracun.

Aspartate carbamoyl transferase mengkatalisis biosintesis pirimidin dalam metabolisme nukleotida, komponen dasar asam nukleat dan molekul energi tinggi yang digunakan dalam berbagai proses seluler (seperti ATP dan GTP, misalnya).

Transferase berpartisipasi langsung dalam regulasi banyak proses biologis dengan membungkam dengan mekanisme epigenetik urutan DNA yang menyandikan informasi yang diperlukan untuk sintesis elemen seluler.

Histone acetyltransferases residu lisin yang terlindungi asetat dalam histones dengan mentransfer grup asetil dari molekul asetil-KoA. Asetilasi ini merangsang aktivasi transkripsi yang terkait dengan perkembangan atau relaksasi euchromatin.

Phosphotransferases mengkatalisasi transfer gugus fosfat dalam semua konteks metabolisme seluler. Ini memiliki peran penting dalam fosforilasi karbohidrat.

Aminotransferases mengkatalisasi transfer reversibel gugus amino dari asam amino ke asam oksida, salah satu dari banyak transformasi asam amino yang dimediasi oleh enzim yang bergantung pada vitamin B6.

Fungsi

Transferase mengkatalisasi pergerakan kelompok kimia yang memenuhi reaksi yang ditunjukkan di bawah ini. Dalam persamaan berikut, huruf "X" mewakili molekul donor dari kelompok fungsional "Y" dan "Z" bertindak sebagai akseptor..

X-Y + Z = X + Y-Z

Ini adalah enzim dengan unsur elektronegatif dan nukleofilik yang kuat dalam komposisi mereka; elemen-elemen ini bertanggung jawab atas kapasitas transfer enzim.

Gugus-gugus yang dimobilisasi oleh transferase umumnya adalah residu aldehida dan keton, asil, glukosil, alkil, gugus yang kaya nitrogen dan nitrogen, gugus fosfor, yang mengandung sulfur..

Nomenklatur

Klasifikasi transferase mengikuti aturan umum untuk klasifikasi enzim yang diusulkan oleh Komisi Enzim pada tahun 1961. Menurut komite, setiap enzim menerima kode numerik untuk klasifikasinya..

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

Dalam klasifikasi transferase, angka pertama mewakili kelas enzimatik, angka kedua melambangkan jenis kelompok yang mereka transfer dan angka ketiga mengacu pada substrat tempat mereka bertindak..

Nomenklatur kelas transferase adalah EC.2. Ini memiliki sepuluh subclass, sehingga enzim ditemukan dengan kode dari EC.2.1 sampai EC.2.10.  Setiap denotasi subclass terutama dilakukan sesuai dengan kelompok tipe yang mentransfer enzim.

Subkelas

Sepuluh kelas enzim dalam keluarga transferase adalah:

EC.2.1 Mentransfer kelompok atom karbon

Mereka mentransfer kelompok yang termasuk karbon tunggal. Methyltransferase, misalnya, mentransfer gugus metil (CH3) ke basa nitrogen DNA. Enzim dalam kelompok ini secara langsung mengatur penerjemahan gen.

EC.2.2 Pindahkan kelompok aldehida atau keton

Mereka memobilisasi kelompok aldehida dan kelompok keton yang memiliki sakarida sebagai kelompok reseptor. Carbamyltransferase merupakan mekanisme pengaturan dan sintesis pirimidin.

EC.2.3 Asiltransferase

Enzim ini mentransfer gugus asil ke turunan asam amino. Peptidiltransferase melakukan pembentukan penting ikatan peptida antara asam amino yang berdekatan selama proses penerjemahan.

EC.2.4 Glycosyltransferases

Mereka mengkatalisasi pembentukan ikatan glikosidik menggunakan kelompok gula fosfat sebagai kelompok donor. Semua makhluk hidup menyajikan urutan DNA untuk glikosiltransferase, karena mereka berpartisipasi dalam sintesis glikolipid dan glikoprotein.

EC.2.5 Mentransfer gugus alkil atau aril, terpisah dari gugus metil

Mereka memobilisasi gugus alkil atau aril (selain CH3) sebagai gugus dimetil, misalnya. Di antara mereka adalah transferase glutathione, yang disebutkan di atas.

EC.2.6 Transfer gugus nitrogen

Enzim kelas ini mentransfer gugus nitrogen seperti -NH2 dan -NH. Di antara enzim-enzim ini adalah aminotransferase dan transaminase.

EC.2.7 Kelompok transfer yang mengandung kelompok fosfat

Mereka mengkatalisasi fosforilasi substrat. Secara umum substrat fosforilasi ini adalah gula dan enzim lainnya. Phosphotransferases mengangkut gula ke bagian dalam sel dengan memfosforilasi secara bersamaan.

EC.2.8 Kelompok pemindahan yang mengandung belerang

Mereka dikarakterisasi dengan mengkatalisasi transfer gugus yang mengandung sulfur dalam strukturnya. Koenzim A transferase milik sub-kelas ini.

EC.2.9 Kelompok transfer yang mengandung selenium

Mereka umumnya dikenal sebagai seleniotransferases. Ini memobilisasi kelompok L-seryl hingga mentransfer RNA.

EC.2.10 Mentransfer kelompok yang mengandung molibdenum atau tungsten

Transferases dari kelompok ini memobilisasi kelompok yang mengandung molibdenum atau tungsten ke molekul yang memiliki kelompok sulfida sebagai akseptor.

Referensi

  1. Alfaro, J.A., Zheng, R.B., Persson, M., Letts, J.A., Polakowski, R., Bai, Y., ... & Evans, S.V. (2008). ABO (H) golongan darah A dan B glikosiltransferase mengenali substrat melalui perubahan konformasi spesifik. Jurnal Biologi Kimia, 283 (15), 10097-10108.
  2. Aranda Moratalla, J. (2015). Studi komputasi DNA-Methyltransferases. Analisis mekanisme epigenetik metilasi DNA (Tesis-Doktoral, Universitas Valencia-Spanyol).
  3. Armstrong, R. N. (1997). Struktur, mekanisme katalitik, dan evolusi transferase glutathione. Penelitian kimia dalam toksikologi, 10 (1), 2-18.
  4. Aznar Cano, E. (2014). Studi fag "Helicobacter pylori" dengan metode fenotipik dan genotipik (disertasi doktoral, Universidad Complutense de Madrid)
  5. Boyce, S., & Tipton, K. F. (2001). Klasifikasi dan nomenklatur enzim. eS.
  6. Bresnick, E., & Mossé, H. (1966). Aspartate carbamoyltransferase dari hati tikus. Jurnal Biokimia, 101 (1), 63.
  7. Gagnon, S.M., Legg, M.S., Polakowski, R., Letts, JA., Persson, M., Lin, S., ... & Borisova, S. N. (2018). Residu yang dilestarikan Arg188 dan Asp302 sangat penting untuk organisasi situs aktif dan katalisis pada ABO (H) golongan darah A dan B glikosiltransferase manusia. Glycobiology, 28 (8), 624-636
  8. Grimes, W. J. (1970). Transferase asam sialat dan kadar asam sialat dalam sel yang normal dan mengalami transformasi. Biokimia, 9 (26), 5083-5092.
  9. Grimes, W. J. (1970). Transferase asam sialat dan kadar asam sialat dalam sel yang normal dan mengalami transformasi. Biokimia, 9 (26), 5083-5092.
  10. Hayes, J. D., Flanagan, J. U., & Jowsey, I. R. (2005). Transferase glutathione. Annu. Pdt. Pharmacol. Toxicol., 45, 51-88.
  11. Hersh, L. B., & Jencks, W. P. (1967). Koenzim A Transferase kinetika dan reaksi pertukaran. Jurnal Biologi Kimia, 242 (15), 3468-3480
  12. Jencks, W. P. (1973). 11 Koenzim A Transferase. Dalam Enzim (Vol. 9, hlm. 483-496). Pers Akademik.
  13. Lairson, L.L., Henrissat, B., Davies, G.J., & Withers, S.G. (2008). Glycosyltransferases: struktur, fungsi, dan mekanisme. Tinjauan tahunan biokimia, 77
  14. Lairson, L.L., Henrissat, B., Davies, G.J., & Withers, S.G. (2008). Glycosyltransferases: struktur, fungsi, dan mekanisme. Tinjauan tahunan biokimia, 77.
  15. Lambalot, R. H., Gehring, A.M., Flugel, R.S, Zuber, P., LaCelle, M., Marahiel, M.A., ... & Walsh, C. T. (1996). Enzim baru superfamili transferase fosfopantetheinyl. Kimia & Biologi, 3 (11), 923-936
  16. Mallard, C., Tolcos, M., Leditschke, J., Campbell, P., & Rees, S. (1999). Pengurangan imunoreaktivitas kolin asetiltransferase tetapi tidak imunoreaktivitas reseptor muskarinik-m2 di batang otak bayi SIDS. Jurnal neuropatologi dan neurologi eksperimental, 58 (3), 255-264
  17. Mannervik, B. (1985). Isoenzim dari glutathione transferase. Kemajuan dalam enzimologi dan bidang terkait biologi molekuler, 57, 357-417
  18. MEHTA, P. K., HALE, T. I., & CHRISTEN, P. (1993). Aminotransferases: demonstrasi homologi dan pembagian ke dalam subkelompok evolusi. European Journal of Biokimia, 214 (2), 549-561
  19. Monro, R. E., Staehelin, T., Celma, M.L., & Vazquez, D. (1969, Januari). Aktivitas peptidil transferase ribosom. Dalam Cold Spring Harbor, simposium tentang biologi kuantitatif (Vol. 34, hlm. 357-368). Cold Spring Harbor Laboratory Press.
  20. Montes, C. P. (2014). Enzim dalam makanan? Biokimia yang dapat dimakan. Jurnal Universitas UNAM, 15, 12.
  21. Morton, R. K. (1953). Aktivitas transferase enzim hidrolitik. Alam, 172 (4367), 65.
  22. Negishi, M., Pedersen, L.G., Petrotchenko, E., Shevtsov, S., Gorokhov, A., Kakuta, Y., & Pedersen, L.C. (2001). Struktur dan fungsi sulfotransferase. Arsip biokimia dan biofisika, 390 (2), 149-157
  23. Komite Nomenklatur dari International Union of Biokimia dan Biologi Molekuler (NC-IUBMB). (2019). Diperoleh dari qmul.ac.uk
  24. Rej, R. (1989). Aminotransferase pada penyakit. Klinik dalam kedokteran laboratorium, 9 (4), 667-687.
  25. Xu, D., Song, D., Pedersen, L.C., & Liu, J. (2007). Studi mutasional heparan sulfat 2-O-sulfotransferase dan kondroitin sulfat 2-O-sulfotransferase. Jurnal Biologi Kimia, 282 (11), 8356-8367