ТРАНСФЕРАЗИ: ПРОЦЕСИ, ФУНКЦІЇ, НОМЕНКЛАТУРА ТА ПІДКЛАСИ - БІОЛОГІЯ

У трансферази представляє собою ферменти , які переносять функціональні групи субстрату , діючий в якості донора до іншого , чинному як в приймальнику. Більшість важливих для життєдіяльності обмінних процесів включають ферменти трансферази.

Перше спостереження за реакціями, каталізованими цими ферментами, було задокументоване в 1953 р. Доктором Р. К. Мортоном, який спостерігав перехід фосфатної групи з лужної фосфатази в β-галактозидазу, яка виступала рецептором для фосфатної групи.

Гліцинова N-метилтрансфераза (Джерело: Jawahar Swaminathan та співробітники MSD в Європейському інституті біоінформатики через Wikimedia Commons)

Номенклатура ферментів трансферази зазвичай складається відповідно до природи молекули, яка приймає функціональну групу в реакції, наприклад: ДНК-метилтрансфераза, глутатіон-трансфераза, 1,4-α-глюкан 6-α-глюкозилтрансфераза, серед інших.

Трансферази - це ферменти, що мають біотехнологічне значення, особливо в харчовій та лікарській промисловості. Їх гени можуть бути модифіковані для здійснення конкретних видів діяльності в організмах, тим самим сприяючи здоров’ю споживачів, крім корисних для харчування.

Пребіотичні препарати для кишкової флори багаті на трансферази, оскільки вони беруть участь у формуванні вуглеводів, які сприяють росту та розвитку корисних мікроорганізмів у кишечнику.

Дефіцит, структурні пошкодження та перебої в процесах, каталізованих трансферазами, спричиняють накопичення продуктів всередині клітини, саме тому багато різних захворювань і патологій пов'язані з такими ферментами.

Несправність трансферази спричиняє такі захворювання, як галактоземія, хвороба Альцгеймера, Хантінгтона, серед інших.

Біологічні процеси, в яких вони беруть участь

Серед великої кількості метаболічних процесів, в яких беруть участь трансферази, є біосинтез глікозидів та загальний обмін цукрів.

Фермент глюкотрансферази відповідає за кон'югацію антигенів А і В на поверхні еритроцитів. Ці варіації зв'язування антигену походять від поліморфізму амінокислот Pro234Ser вихідної структури В-трансферази.

Глютатіон-S-трансфераза в печінці бере участь у детоксикації клітин печінки, допомагаючи захистити їх від активних видів кисню (ROS), вільних радикалів і пероксидів водню, які накопичуються в цитоплазмі клітини і є високотоксичний.

Глютатіон-S-Трансфераза (Джерело: Джавахар Свамінанатан та співробітники MSD в Європейському інституті біоінформатики через Wikimedia Commons)

Аспартат-карбамоїл-трансфераза каталізує біосинтез піримідинів при метаболізмі нуклеотидів, основних компонентів нуклеїнових кислот та високоенергетичних молекул, що використовуються у багатьох клітинних процесах (наприклад, АТФ та ГТФ, наприклад).

Трансферази беруть безпосередню участь у регуляції багатьох біологічних процесів шляхом заглушення епігенетичними механізмами послідовностей ДНК, що кодують інформацію, необхідну для синтезу клітинних елементів.

Ацетилат ацетилатрансферази гістон зберігав залишки лізину на гістонах шляхом перенесення ацетильної групи з молекули ацетил-КоА. Це ацетилювання стимулює активацію транскрипції, пов'язану з розмотуванням або розслабленням еухроматину.

Фосфотрансферази каталізують перенесення фосфатних груп, ймовірно, у всіх клітинних метаболічних контекстах. Він відіграє важливу роль у фосфорилюванні вуглеводів.

Амінотрансферази каталізують зворотний перехід аміногруп від амінокислот до оксакислот, одна з багатьох трансформацій амінокислот, опосередкованих ферментами, залежними від вітаміну В6.

Особливості

Трансферази каталізують рух хімічних груп шляхом здійснення реакції, показаної нижче. У наступному рівнянні буква "Х" являє донорську молекулу функціональної групи "Y", а "Z" виступає акцептором.

XY + Z = X + YZ

Це ферменти із сильними електронегативними та нуклеофільними елементами у своєму складі; Ці елементи відповідають за здатність переносити фермент.

Групи, що мобілізуються трансферазами, зазвичай містять альдегідні та кетонові залишки, ацильні, глюкозильні, алкільні, азотисті та багаті азотом групи, фосфор, сірковмісні групи.

Номенклатура

Класифікація трансфераз відповідає загальним правилам класифікації ферментів, запропонованих Комісією ферментів у 1961 р. За даними комітету, кожен фермент отримує числовий код для своєї класифікації.

Положення чисел у коді вказує на кожен з підрозділів або категорій у класифікації, і цим номерам передують літери "ЕС".

У класифікації трансфераз перше число являє собою клас ферментів, друге число символізує тип групи, яку вони переносять, а третє число відноситься до субстрату, на який вони діють.

Номенклатура класу трансфераз - EC.2 . Він має десять підкласів, тому є ферменти з кодом від EC.2.1 до EC.2.10 . Кожне позначення підкласу проводиться в основному відповідно до типу групи, яка передає фермент.

Підкласи

Десять класів ферментів із сімейства трансфераз:

EC.2.1 Передають групи атома вуглецю

Вони переносять групи, що включають один вуглець. Наприклад, метилтрансфераза передає метильну групу (СН3) азотистим основам ДНК. Ферменти цієї групи безпосередньо регулюють трансляцію генів.

EC.2.2 Перенесення альдегідних або кетонових груп

Вони мобілізують альдегідні групи та кетонові групи, що мають сахариди як рецепторні групи. Карбамілтрансфераза являє собою механізм регуляції та синтезу піримідинів.

EC.2.3 Ацилтрансферази

Ці ферменти переносять ацильні групи до похідних амінокислот. Пептидилтрансфераза здійснює істотне утворення пептидних зв'язків між сусідніми амінокислотами в процесі трансляції.

EC.2.4 Глікозилтрансферази

Вони каталізують утворення глікозидних зв'язків з використанням фосфатних цукрових груп як донорських груп. Усі живі істоти представляють послідовності ДНК для глікозилтрансферази, оскільки вони беруть участь у синтезі гліколіпідів та глікопротеїнів.

EC.2.5 Передають алкільні або арильні групи, крім метильних груп

Наприклад, вони мобілізують алкільні або арильні групи (крім CH3), як диметилові групи. Серед них - глутатіон-трансфераза, про яку згадувалося раніше.

EC.2.6 Перенесення азотних груп

Ферменти цього класу переносять азотні групи, такі як -NH2 та -NH. Ці ферменти включають амінотрансферази та трансамінази.

EC.2.7 Групи перенесення, що містять фосфатні групи

Вони каталізують фосфорилювання субстратів. Як правило, субстратами цих фосфорилювань є цукри та інші ферменти. Фосфотрансферази транспортують цукор у клітину, одночасно фосфорилюючи їх.

EC.2.8 Перенесення груп, що містять сірку

Вони характеризуються каталізацією перенесення груп, які містять сірку у своїй структурі. Кофермент Трансфераза належить до цього підкласу.

EC.2.9 Групи перенесення, що містять селен

Вони широко відомі як селеніотрансферази. Вони мобілізують L-серильні групи для передачі РНК.

EC.2.10 Передавальні групи, що містять молібден або вольфрам

Трансферази цієї групи мобілізують групи, що містять молібден або вольфрам, до молекул, які мають сульфідні групи як акцептори.

Список літератури

Alfaro, JA, Zheng, RB, Persson, M., Letts, JA, Polakowski, R., Bai, Y.,… & Evans, SV (2008). Глікозилтрансферази крові АВО (Н) групи A і B розпізнають субстрат за допомогою конкретних конформаційних змін. Журнал біологічної хімії, 283 (15), 10097-10108.
Аранда Мораталла, Дж. (2015). Комп'ютерне дослідження ДНК-метилтрансферази. Аналіз епігенетичного механізму метилювання ДНК (докторська дисертація, Університет Валенсії-Іспанія).
Армстронг, Р.Н. (1997). Структура, каталітичний механізм та еволюція трансфераз глутатіону. Хімічні дослідження в токсикології, 10 (1), 2-18.
Азнар Кано, Е. (2014). Вивчення фагів "Helicobacter pylori" фенотипічними та генотипічними методами (докторська дисертація, Мадридський університет)
Бойс, С., і Тіптон, К. Ф. (2001). Класифікація та номенклатура ферментів. eLS.
Bresnick, E., & Mossé, H. (1966). Аспартат карбамоілтрансфераза з печінки щурів. Біохімічний журнал, 101 (1), 63.
Ґаньон, С.М., Легг, М.С., Полаковський, Р., Леттс, Ж.А., Персон, М., Лін, С.,… та Борисова, С.Н. (2018). Консервовані залишки Arg188 та Asp302 є критичними для організації активних ділянок та каталізу в людській групі А і В глікозилтрансферази АВО (Н). Глікобіологія, 28 (8), 624-636
Grimes, WJ (1970). Трансферази сіалової кислоти та рівні сіалової кислоти в нормальних і трансформованих клітинах. Біохімія, 9 (26), 5083-5092.
Grimes, WJ (1970). Трансферази сіалової кислоти та рівні сіалової кислоти в нормальних і трансформованих клітинах. Біохімія, 9 (26), 5083-5092.
Hayes, JD, Flanagan, JU, & Jowsey, IR (2005). Глютатіон-трансферази. Ану. Преподобний Фармакол. Токсикол. , 45, 51-88.
Hersh, LB, & Jencks, WP (1967). Кінетика трансферази коензиму А та обмінні реакції. Журнал біологічної хімії, 242 (15), 3468-3480
Дженкс, WP (1973). 11 Трансферази коферменту A В ензимах (т. 9, с. 483-496). Академічна преса.
Lairson, LL, Henrissat, B., Davies, GJ, & Withers, SG (2008). Глікозилтрансферази: структури, функції та механізми. Щорічний огляд біохімії, 77
Lairson, LL, Henrissat, B., Davies, GJ, & Withers, SG (2008). Глікозилтрансферази: структури, функції та механізми. Щорічний огляд біохімії, 77.
Lambalot, RH, Gehring, AM, Flugel, RS, Zuber, P., LaCelle, M., Marahiel, MA, … & Walsh, CT (1996). Новий фермент надсімейства фосфопантетеїніл трансферази. Хімія та біологія, 3 (11), 923-936
Mallard, C., Tolcos, M., Leditschke, J., Campbell, P., & Rees, S. (1999). Зниження імунореактивності ацетилтрансферази холіну, але не імунореактивності рецепторів мускаринового м2 у стовбурі мозку немовлят від СНІДу. Журнал невропатології та експериментальної неврології, 58 (3), 255-264
Маннервік, Б. (1985). Ізоферменти глутатіон-трансферази. Успіхи в ензимології та суміжних областях молекулярної біології, 57, 357-417
MEHTA, PK, HALE, TI, & CHRISTEN, P. (1993). Амінотрансферази: демонстрація гомології та поділ на еволюційні підгрупи. Європейський журнал біохімії, 214 (2), 549-561
Monro, RE, Staehelin, T., Celma, ML, & Vazquez, D. (1969, січень). Активність пептидилрансферази рибосом. У симпозіумах з кількісної біології в холодній весняній гавані (т. 34, с. 357-368). Лабораторна преса «Холодна весна».
Монтес, КП (2014). Ферменти в їжі? Біохімія їстівних. Університетський журнал UNAM, 15, 12.
Мортон, РК (1953). Трансферазна активність гідролітичних ферментів. Природа, 172 (4367), 65.
Negishi, M., Pedersen, LG, Petrotchenko, E., Shevtsov, S., Gorokhov, A., Kakuta, Y., & Pedersen, LC (2001). Будова та функція сульфотрансферази. Архів біохімії та біофізики, 390 (2), 149-157
Комітет з номенклатури Міжнародного союзу біохімії та молекулярної біології (NC-IUBMB). (2019). Отримано з qmul.ac.uk
Rej, R. (1989). Амінотрансферази при захворюванні. Клініки з лабораторної медицини, 9 (4), 667-687.
Xu, D., Song, D., Pedersen, LC, & Liu, J. (2007). Мутаційне дослідження 2-О-сульфотрансферази гепарансульфату та хондроїтинсульфату 2-О-сульфотрансферази. Журнал біологічної хімії, 282 (11), 8356-8367

ТРАНСФЕРАЗИ: ПРОЦЕСИ, ФУНКЦІЇ, НОМЕНКЛАТУРА ТА ПІДКЛАСИ - БІОЛОГІЯ - 2025