Изомеразы биологических процессов, функций, номенклатуры и подклассов



изомеразы они представляют собой класс ферментов, участвующих в структурной или позиционной перегруппировке изомеров и стереоизомеров различных молекул. Они присутствуют практически во всех клеточных организмах, выполняющих функции в различных контекстах.

Ферменты этого класса действуют на один субстрат, хотя некоторые могут быть ковалентно связаны с кофакторами, ионами, среди других. Таким образом, общую реакцию можно увидеть следующим образом:

X-Y → Y-X

Реакции, катализируемые этими ферментами, подразумевают внутреннюю перегруппировку связей, которая может означать изменения в положении функциональных групп, в положении двойных связей между атомами углерода, среди прочего, без изменений в молекулярной формуле субстрата..

Изомеразы выполняют разнообразные функции в самых разнообразных биологических процессах, которые включают метаболические пути, деление клеток, репликацию ДНК и многое другое..

Изомеразы были первыми ферментами, использовавшимися в промышленности для производства сиропов и других сладких пищевых продуктов, благодаря их способности взаимопревращать изомеры различных типов углеводов..

индекс

  • 1 Биологические процессы, в которых они участвуют
  • 2 функции
  • 3 Номенклатура
  • 4 подкласса
    • 4.1 EC.5.1 Рацемазы и эпимеразы
    • 4.2 EC.5.2 Цис-транс-изомеразы
    • 4.3 EC.5.3 внутримолекулярные изомеразы
    • 4.4 EC.5.4 внутримолекулярные трансферазы (мутазы)
    • 4.5 EC.5.5 Внутримолекулярные лиазы
    • 4.6 EC.5.6 Изомеразы, которые изменяют макромолекулярную конформацию
    • 4.7 EC.5.99 Другие изомеразы
  • 5 ссылок

Биологические процессы, в которых они участвуют

Изомеразы участвуют во множестве жизненно важных клеточных процессов. Среди наиболее заметных - репликация и упаковка ДНК, катализируемая топоизомеразами. Эти события имеют решающее значение для репликации нуклеиновой кислоты, а также для ее конденсации перед делением клетки.

Гликолиз, один из центральных метаболических путей в клетке, включает по крайней мере три изомерных фермента, а именно: фосфоглюкозоизомеразу, триозофосфатизомеразу и фосфоглицерат мутазу..

Превращение UDP-галактозы в UDP-глюкозу в пути катаболизма галактозы достигается действием эпимеразы. У людей этот фермент известен как UDP-глюкоза 4-эпимераза.

Фолдинг белков является важным процессом для функционирования многих ферментов в природе. Белок-дисульфид-изомераза фермента помогает сворачивать белки, содержащие дисульфидные мостики, изменяя их положение в молекулах, которые они используют в качестве субстрата..

функции

Основную функцию ферментов, принадлежащих к классу изомераз, можно рассматривать как функцию трансформации субстрата посредством небольшого структурного изменения, чтобы сделать его восприимчивым к дальнейшей обработке ферментами, находящимися ниже по ходу метаболического пути, например.

Примером изомеризации является изменение фосфатной группы в положении 3 на углерод в положении 2 3-фосфоглицерата для превращения его в 2-фосфоглицерат, катализируемый ферментом фосфоглицерат мутазы в гликолитическом пути, который генерирует соединение с более высокой энергией который является функциональным субстратом енолазы.

номенклатура

Классификация изомераз следует общим правилам классификации ферментов, предложенным Комиссией по ферментам в 1961 году, в которой каждый фермент получает числовой код для своей классификации..

Положение чисел в указанном коде указывает на каждое из подразделений или категорий в классификации, и этим числам предшествуют буквы «ЕС»..

Для изомераз первое число представляет класс ферментов, второе обозначает тип изомеризации, которую они выполняют, а третье - субстрат, на который они действуют..

Номенклатура класса изомеразы EC.5. Он имеет семь подклассов, поэтому вы найдете ферменты с кодом от EC.5.1 до EC.5.6. Существует шестой «подкласс» изомераз, известный как «другие изомеразы», ​​код которого EC.5.99, поскольку он включает ферменты с различными функциями изомеразы..

Обозначение подклассов в основном делается в соответствии с типом изомеризации, которую выполняют эти ферменты. Несмотря на это, они также могут получать названия, такие как рацемазы, эпимеразы, цис-транс-изомеразы, изомеразы, таутомеразы, мутазы или циклоизомеразы..

подклассы

В семействе изомераз существует 7 классов ферментов:

EC.5.1 Рацемазы и эпимеразы

Они катализируют образование рацемических смесей в зависимости от положения α-углерода. Они могут воздействовать на аминокислоты и производные (EC.5.1.1), на группы и производные оксикислот (EC.5.1.2), на углеводы и производные (EC.5.1.3) и другие (EC.5.1.99).

EC.5.2 Cis-транс-изомеразы

Они катализируют превращение цис- и транс-изомерных форм различных молекул..

EC.5.3 Внутримолекулярные изомеразы

Эти ферменты ответственны за изомеризацию внутренних частей в одной молекуле. Некоторые проводят окислительно-восстановительные реакции, в которых донор и акцептор электронов представляют собой одну и ту же молекулу, поэтому они не классифицируются как оксидоредуктазы..

Они могут действовать взаимопревращающими альдозами и кетозами (EC.5.3.1), на кето- и енольные (EC.5.3.2) группы, изменяя положение двойных связей CC (EC.5.3.3), дисульфидных связей SS ( ЕС.5.3.4) и другие "оксидоредуктазы" (ЕС.5.3.99).

ЕС.5.4 внутримолекулярные трансферазы (мутазы)

Эти ферменты катализируют изменения положения различных групп в одной молекуле. Они классифицируются в соответствии с типом группы, которая "двигаться".

Существуют фосфомоназы (EC.5.4.1), которые переносят аминогруппы (EC.5.4.2), те, которые переносят гидроксильные группы (EC.5.4.3), и те, которые переносят другие типы групп (EC.5.4. 99).

ЕС.5.5 Внутримолекулярные лиазы

Они катализируют «устранение» группы, которая является частью молекулы, но которая ковалентно не связана с ней.

EC.5.6 Изомеразы, которые изменяют макромолекулярную конформацию

Они могут действовать путем изменения конформации полипептидов (EC.5.6.1) или нуклеиновых кислот (EC.5.6.2).

EC.5.99 Другие изомеразы

Этот подкласс объединяет ферменты, такие как тиоцианат-изомераза и 2-гидроксимен-2-карбоксилат-изомераза.

ссылки

  1. Адамс Э. (1972). Аминокислотные рацемазы и эпимеразы. Ферменты, 6, 479-507.
  2. Boyce, S. & College, T. (2005). Ферментная классификация и номенклатура. Энциклопедия наук о жизни, 1-11.
  3. Cai, C. Z., Han, L. Y., Ji, Z. L., & Chen, Y. Z. (2004). Классификация семейства ферментов машинами опорных векторов. Белки: структура, функции и биоинформатика, 55, 66-76.
  4. Dugave, C. & Demange, L. (2003). Цис - транс изомеризация органических молекул и биомолекул: значение и применение. Chemical Reviews, 103, 2475-2532.
  5. Энциклопедия Британика. (2018). Получено 3 марта 2019 г. с сайта britannica.com
  6. Фридман, Р. Б., Херст, Т. Р. и Туит, М. Ф. (1994). Протеин дисульфидизомераза: построение мостов в сворачивании белка. TIBS, 19, 331-336.
  7. Мурзин А. (1996). Структурная классификация белков: новые суперсемейства Алексей Г Мурзин. Структурная классификация белков: новые суперсемейства, 6, 386-394.
  8. Нельсон Д.Л., & Кокс М.М. (2009). Lehninger Принципы биохимии. Омега издания (5-е изд.).
  9. Комитет по номенклатуре Международного союза биохимии и молекулярной биологии (NC-IUBMB). (2019). Получено с qmul.ac.uk
  10. Thoden, J.B., Frey, P.A. & Holden, H.M. (1996). Молекулярная структура NADH / UDP-глюкозного абортивного комплекса UDP-галактозы 4-эпимеразы из Escherichia coli: значение для каталитического механизма. Биохимия, 35, 5137-5144.