Isomeraser biologiske prosesser, funksjoner, nomenklatur og underklasser



den isomerase de er en klasse av enzymer involvert i strukturell eller posisjonsmessig omlegging av isomerer og stereoisomerer av forskjellige molekyler. De er til stede i nesten alle cellular organismer som oppfyller funksjoner i ulike sammenhenger.

Enzymer av denne klassen virker på et enkelt substrat, selv om noen kan være kovalent assosiert med kofaktorer, ioner, blant andre. Den generelle reaksjonen kan derfor ses som følger:

X-Y → Y-X

Reaksjonene som katalyseres av disse enzymene innebære en indre omleiring av leddene, noe som kan medføre endringer i stillingen av funksjonelle grupper, i posisjonen av dobbeltbindinger mellom karbonatomer, blant andre, uten endring i molekylformelen av underlaget.

Isomeraser utfører ulike funksjoner i et stort utvalg av biologiske prosesser, som inkluderer metabolske veier, celledeling, DNA-replikasjon, for å nevne noen få..

Isomeraser var de første enzymene som brukes industrielt for produksjon av sirup og andre sukkerholdige matvarer, takket være deres evne til å omkoble isomerer av forskjellige typer karbohydrater..

index

  • 1 Biologiske prosesser der de deltar
  • 2 funksjoner
  • 3 Nomenklatur
  • 4 underklasser
    • 4.1 EC.5.1 Racemaser og epimeraser
    • 4.2 EC.5.2 Cis-trans-isomeraser
    • 4.3 EC.5.3 intramolekylære isomeraser
    • 4.4 EC.5.4 intramolekylære transferaser (mutaser)
    • 4.5 EC.5.5 Intramolekylære lyaser
    • 4.6 EC.5.6 Isomeraser som endrer makromolekylær konformasjon
    • 4,7 EC.5.99 Andre isomeraser
  • 5 referanser

Biologiske prosesser der de deltar

Isomeraser deltar i flere viktige cellulære prosesser. Blant de mest fremtredende er DNA-replikasjon og pakking, katalysert av topoisomeraser. Disse hendelsene er avgjørende for replikasjon av nukleinsyre, så vel som for kondensering før celledeling.

Glykolyse, en av de sentrale metabolske veier i cellen, omfatter minst tre isomere enzymer, nemlig fosfoglukoseisomerase, triosefosfatisomerase og-fosfoglyceratmutase.

Omdannelsen av UDP-galaktose til UDP-glukose via galaktose-katabolisme oppnås ved innvirkning av en epimerase. Hos mennesker er dette enzymet kjent som UDP-glukose 4-epimerase.

Folding av proteiner er en viktig prosess for funksjonen av mange enzymer i naturen. Enzymprotein-disulfid-isomerasen hjelper foldingen av proteiner som inneholder disulfidbroer ved å modifisere deres posisjon i molekylene som de bruker som et substrat.

funksjoner

Hovedfunksjonen av enzymer som hører til klassen av Isomerases kan betraktes som transformasjonen av et substrat gjennom en liten strukturell forandring, for å gjøre det mottagelig for ytterligere behandling av enzymer nedstrøms i en metabolsk vei, for eksempel.

Et eksempel på isomerisering er endringen av fosfatgruppen i stilling 3 karbon i stilling 2 av 3-fosfoglyserat for å omdanne det til 2-phosphoglycerate, katalysert av enzymet fosfoglyseratmutase i glykolysen, hvorved en forbindelse med høyere energi genereres som er det funksjonelle substratet av enolase.

nomenklatur

Klassifiseringen av isomeraser følger de generelle regler for klassifisering av enzymer foreslått av Enzyme Commission i 1961, hvor hvert enzym mottar en numerisk kode for klassifisering.

Plasseringen av tallene i koden indikerer hver av divisjonene eller kategoriene i klassifiseringen, og disse tallene er foran med bokstavene "EC".

Isomerases for det første tallet representerer enzymklassen, betegner den andre typen av isomeriseringen utføres, og den tredje substrat de virker på hvilken.

Nomenklaturen for isomerasklassen er EC.5. Den har syv underklasser, så du finner enzymer med koden fra EC.5.1 til EC.5.6. Det er en "sub-klasse" sjette Isomerases kjent som "andre Isomerases", hvis kode er EC.5.99 som den inneholder enzymer med forskjellige funksjoner Isomerases.

Betegnelsen på underklassene gjøres hovedsakelig i henhold til den type isomerisering som disse enzymene utfører. Til tross for dette kan de også få navn som racemaser, epimeraser, cis-trans-isomeraser, isomeraser, tautomeraser, mutaser eller cykloisomeraser..

subklasser

Det er 7 klasser av enzymer innenfor familien av isomeraser:

EC.5.1 Racemaser og epimeraser

De katalyserer dannelsen av racemiske blandinger basert på a-karbonets posisjon. De kan fungere på aminosyrer og derivater (EC.5.1.1), på hydroksylsyregrupper og derivater (EC.5.1.2), på karbohydrater og derivater (EC.5.1.3) og andre (EC.5.1.99).

EC.5.2 Cis-trans-isomerase

De katalyserer omdannelsen mellom cis og trans isomeriske former av forskjellige molekyler.

EC.5.3 Intramolekylære isomeraser

Disse enzymene er ansvarlige for isomerisering av interne porsjoner i samme molekyl. Det er noen utfører redoksreaksjoner, karakterisert ved at elektrondonor og akseptor er det samme molekyl, slik at ikke klassifisert som oksidoreduktaser.

De kan virke inter aldoser og ketoser omforming (EC.5.3.1), keto og enol-grupper på (EC.5.3.2), å endre posisjonen av dobbeltbindinger (EC.5.3.3), disulfide bond SS ( EC.5.3.4) og andre "oxidoreduktaser" (EC.5.3.99).

EC.5.4 intramolekylære transferaser (mutaser)

Disse enzymene katalyserer endringer av posisjonen til forskjellige grupper innenfor det samme molekylet. De er klassifisert etter type gruppe som "flytter".

De er Fosfomutasas (EC.5.4.1), overføring aminogrupper (EC.5.4.2), overføring hydroksylgrupper (EC.5.4.3), og overføring av andre typer av grupper (EC.5.4. 99).

EC.5.5 Intramolekylære lyaser

De katalyserer "eliminering" av en gruppe som er en del av et molekyl, men det er ikke kovalent knyttet til det.

EC.5.6 Isomeraser som endrer makromolekylær konformasjon

De kan opptre ved å endre konformasjonen av polypeptider (EC.5.6.1) eller nukleinsyrer (EC.5.6.2).

EC.5.99 Andre isomeraser

Denne underklasse bringer sammen enzymer som tiocyanat isomerase og 2-hydroksymen-2-karboksylat isomerase.

referanser

  1. Adams, E. (1972). Aminosyrer Racemaser og Epimeraser. Enzymer, 6, 479-507.
  2. Boyce, S., & College, T. (2005). Enzymklassifisering og nomenklatur. Encyclopedia of Life Sciences, 1-11.
  3. Cai, C.Z., Han, L. Y., Ji, Z. L., & Chen, Y.Z. (2004). Enzyme Family Classification av Support Vector Machines. Proteiner: Struktur, Funksjon og Bioinformatikk, 55, 66-76.
  4. Dugave, C., & Demange, L. (2003). Cis - Trans-isomerisering av organiske molekyler og biomolekyler: Implikasjoner og applikasjoner. Chemical Reviews, 103, 2475-2532.
  5. Encyclopedia Britannica. (2018). Hentet 3. mars 2019, fra britannica.com
  6. Freedman, R. B., Hirst, T. R., & Tuite, M. F. (1994). Proteindisulfid isomerase: bygge broer i proteinfolding. TIBS, 19, 331-336.
  7. Murzin, A. (1996). Strukturell klassifisering av proteiner: Nye superfamilier Alexey G Murzin. Strukturell klassifisering av proteiner: Nye superfamilier, 6, 386-394.
  8. Nelson, D. L., & Cox, M. M. (2009). Lehninger Prinsipper for biokjemi. Omega-utgavene (5. utgave).
  9. Nomenklaturkomiteen for Den internasjonale union for biokjemi og molekylærbiologi (NC-IUBMB). (2019). Hentet fra qmul.ac.uk
  10. Thoden, J. B., Frey, P. A., & Holden, H. M. (1996). Molekylær struktur av NADH / UDP-glukose-abortiv kompleks av UDP-galaktose 4-epimerase fra Escherichia coli: Implikasjoner for den katalytiske mekanismen. Biochemistry, 35, 5137-5144.