Izomerazių biologiniai procesai, funkcijos, nomenklatūra ir poklasiai



The izomerazės jie yra fermentų, dalyvaujančių skirtingų molekulių izomerų ir stereoizomerų struktūriniame arba padėties pertvarkyme, klasė. Jie yra beveik visuose ląstelių organizmuose, kurie atlieka funkcijas įvairiuose kontekstuose.

Šios klasės fermentai veikia vieną substratą, nors kai kurie gali būti kovalentiškai susiję su kofaktoriais, jonais, be kita ko. Todėl bendra reakcija gali būti vertinama taip:

X-Y → Y-X

Reakcijos, kurias katalizuoja šie fermentai, reiškia vidinį jungčių pertvarkymą, kuris gali reikšti funkcinių grupių padėties pasikeitimus, be kita ko, dvigubų ryšių tarp anglies padėtyje, be substrato molekulinės formulės pokyčių.

Izomerazės atlieka įvairias funkcijas įvairiuose biologiniuose procesuose, įskaitant metabolinius kelius, ląstelių dalijimąsi, DNR replikaciją, kad būtų galima paminėti keletą..

Izomerazės buvo pirmieji fermentai, naudojami pramonėje sirupams ir kitiems saldiems maisto produktams gaminti, nes jie sugebėjo konvertuoti įvairių rūšių angliavandenių izomerus..

Indeksas

  • 1 Biologiniai procesai, kuriuose jie dalyvauja
  • 2 Funkcijos
  • 3 Nomenklatūra
  • 4 poklasiai
    • 4.1 EC.5.1 Rasemazės ir epimerazės
    • 4.2 EC.5.2 Cis-trans-izomerazės
    • 4.3 EC.5.3 intramolekulinės izomerazės
    • 4.4 EC.5.4 intramolekulinės transferazės (mutazės)
    • 4.5. EC.5.5 Intramolekulinės liazės
    • 4.6 EC.5.6 Izomerazės, kurios keičia makromolekulinę konformaciją
    • 4.7. EC.5.99 Kitos izomerazės
  • 5 Nuorodos

Biologiniai procesai, kuriuose jie dalyvauja

Izomerazės dalyvauja daugelyje gyvybiškai svarbių ląstelių procesų. Tarp žymiausių yra DNR replikacija ir pakavimas, katalizuojamas topoizomerazių. Šie įvykiai yra labai svarbūs nukleino rūgšties replikacijai, taip pat jo kondensacijai prieš ląstelių dalijimąsi.

Glikolizė, vienas iš centrinių metabolizmo būdų ląstelėje, apima bent tris izomerų fermentus, būtent: fosfogliukozės izomerazę, triozės fosfato izomerazę ir fosfoglicerato mutazę..

UDP-galaktozės konversija į UDP-gliukozę galaktozės katabolizmo keliu pasiekiama veikiant epimerazei. Žmonėms šis fermentas yra žinomas kaip UDP-gliukozės 4-epimerazė.

Baltymų sulankstymas yra esminis daugelio gamtinių fermentų veikimo procesas. Fermentas baltymų disulfido izomerazė padeda sulenkti baltymus, turinčius disulfido tiltelius, modifikuojant jų padėtį molekulėse, kurias jie naudoja kaip substratą.

Funkcijos

Pagrindinė fermentų, priklausančių izomerazių klasei, funkcija gali būti vertinama kaip substrato transformacija per nedidelį struktūrinį pokytį, siekiant, kad jis būtų jautrus tolesniam fermentų, esančių pasroviui metabolizmo keliu, apdorojimui, Pavyzdžiui.

Izomerizacijos pavyzdys yra 3-oje padėtyje esančios fosfato grupės 3-fosfoglicerato 2-oje padėtyje esančios anglies pakeitimas, siekiant jį paversti 2-fosficeridu, katalizuojamu fermento fosfoglicerato mutazės glikolitiniu keliu, kuris generuoja didesnį energijos junginį kuris yra funkcinis enolazės substratas.

Nomenklatūra

Izomerazių klasifikacija vadovaujasi fermentų komisijos 1961 m. Pasiūlytų bendrų fermentų klasifikavimo taisyklėmis, kuriose kiekvienas fermentas gauna klasifikavimo kodą..

Minėtų kodų numerių pozicija nurodo kiekvieną klasifikaciją atitinkantį skyrių arba kategoriją, o prieš juos rašomi raidės „EC“..

Izomerazių atveju pirmasis skaičius žymi fermentinę klasę, antrasis - tai izomerizacijos tipas, kurį jie atlieka, ir trečiasis substratas, ant kurio jie veikia..

Izomerazės klasės nomenklatūra yra EC.5. Jis turi septynis poklasius, todėl rasite fermentų, kurių kodas yra EC.5.1 - EC.5.6. Yra šeštoji „izomerazių“, vadinamų „kitomis izomerazėmis“, „sub-klasė“, kurios kodas yra EC.5.99, nes jis apima fermentus su įvairiomis izomerazės funkcijomis.

Pogrupių ženklinimas daugiausia atliekamas pagal izomerizacijos tipą, kurį atlieka šie fermentai. Nepaisant to, jie taip pat gali gauti tokius pavadinimus, kaip racemazės, epimerazės, cis-trans-izomerazės, izomerazės, tautomerazės, mutacijos arba ciklo izomerazės..

Poklasiai

Izomerazių grupėje yra 7 fermentų klasės:

EC.5.1 Rasemazės ir epimerazės

Jie katalizuoja raceminių mišinių susidarymą pagal a-anglies padėtį. Jie gali veikti amino rūgštims ir jų dariniams (EC.5.1.1), hidroksirūgščių grupėms ir jų dariniams (EC.5.1.2), angliavandeniams ir jų dariniams (EC.5.1.3) ir kitiems (EC.5.1.99).

EC.5.2 Cis-trans-Izomerazės

Jie katalizuoja skirtingų molekulių cis ir trans izomerinių formų konversiją.

EC.5.3 Intramolekulinės izomerazės

Šie fermentai yra atsakingi už toje pačioje molekulėje esančių vidinių dalių izomerizaciją. Kai kurie atlieka oksidoredukcijos reakcijas, kai elektronų donoras ir akceptorius yra ta pati molekulė, todėl jie nėra klasifikuojami kaip oksidoreduktazės.

Jie gali veikti konvertuojančias aldozes ir ketozes (EC.5.3.1) keto ir enolio (EC.5.3.2) grupėse, keičiant CC dvigubų ryšių (EC.5.3.3), SS disulfidinių jungčių padėtį ( EC.5.3.4) ir kitų "oksidoreduktazių" (EC.5.3.99).

EC.5.4 intramolekulinės transferazės (mutacijos)

Šie fermentai katalizuoja įvairių grupių padėties pokyčius toje pačioje molekulėje. Jie klasifikuojami pagal grupę, kurioje „judėti“.

Yra fosfomonazių (EC.5.4.1), kurios perkelia amino grupes (EC.5.4.2), tas, kurios perduoda hidroksilo grupes (EC.5.4.3), ir tas, kurios perkelia kitų tipų grupes (EC.5.4. 99).

EC.5.5 Intramolekulinės liazės

Jie katalizuoja grupės, kuri yra molekulės dalis, „pašalinimą“, tačiau tai nėra kovalentiškai susieta su juo.

EC.5.6 Izomerazės, pakeičiančios makromolekulinę konformaciją

Jie gali veikti pakeisdami polipeptidų (EC.5.6.1) arba nukleino rūgščių (EC.5.6.2) konformaciją..

EC.5.99 Kitos izomerazės

Šis poklasis suburia fermentus, tokius kaip tiocianato izomerazė ir 2-hidroksimeten-2-karboksilato izomerazė.

Nuorodos

  1. Adams, E. (1972). Amino rūgščių racemazės ir epimerazės. „Enzymes“, 6, 479-507.
  2. Boyce, S., & College, T. (2005). Fermentų klasifikavimas ir nomenklatūra. Gyvosios gamtos mokslų enciklopedija, 1-11.
  3. Cai, C. Z., Han, L. Y., Ji, Z. L., ir Chen, Y. Z. (2004). Fermentų šeimos klasifikacija pagal paramos vektoriaus mašinas. Baltymai: struktūra, funkcija ir bioinformatika, 55, 66-76.
  4. Dugave, C., ir Demange, L. (2003). Cis - organinių molekulių ir biomolekulių trans-izomerizacija: poveikis ir taikymas. Chemical Reviews, 103, 2475-2532.
  5. Encyclopedia Britannica. (2018). Gauta 2019 m. Kovo 3 d. Iš britannica.com
  6. Freedmanas, R. B., Hirstas, T. R., ir Tuite, M. F. (1994). Baltymų disulfido izomerazė: tiltų tiesimas į baltymus. TIBS, 19, 331-336.
  7. Murzin, A. (1996). Struktūrinė baltymų klasifikacija: naujos šeimininkės Alexey G Murzin. Struktūrinė baltymų klasifikacija: New Superfamilies, 6, 386-394.
  8. Nelsonas, D. L., ir Cox, M. M. (2009). Lehningerio biochemijos principai. Omega leidiniai (5-asis red.).
  9. Tarptautinės biochemijos ir molekulinės biologijos sąjungos nomenklatūros komitetas (NC-IUBMB). (2019). Gauta iš qmul.ac.uk
  10. Thoden, J. B., Frey, P. A., ir Holden, H. M. (1996). UDP-galaktozės 4-epimerazės NADH / UDP-gliukozės abortyvaus komplekso iš Escherichia coli molekulinė struktūra: katalizinio mechanizmo padariniai. Biochemistry, 35, 5137-5144.