Isomeraser prosesser, funksjoner, nomenklatur og underklasser

De isomeraser De er en klasse enzymer som er involvert i strukturell eller posisjonell omorganisering av isomerer og stereoisomerer av forskjellige molekyler. De er tilstede i praktisk talt alle cellulære organismer som oppfyller funksjoner i forskjellige 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 sees som følger:

X-Y → Y-X

Reaksjonene katalysert av disse enzymene involverer en intern omorganisering av bindingene, noe som kan bety endringer i posisjonen til funksjonelle grupper, i posisjonen til dobbeltbindinger mellom karbon, blant annet, uten endringer i substratets molekylformel..

Isomeraser oppfyller forskjellige funksjoner i en rekke biologiske prosesser, inkludert metabolske veier, celledeling, DNA-replikasjon, for å nevne noen..

Isomeraser var de første enzymene som ble brukt industrielt til produksjon av sirup og annen sukkerholdig mat, takket være deres evne til å konvertere isomerer av forskjellige typer karbohydrater..

Artikkelindeks

• 1 Biologiske prosesser som de deltar i
• 2 funksjoner
• 3 Nomenklatur
• 4 Underklasser
  • 4.1 EC.5.1 Racemaser og epimerases
  • 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 som de deltar i

Isomeraser deltar i flere vitale cellulære prosesser. Blant de mest fremtredende er DNA-replikering og emballasje, katalysert av topoisomeraser. Disse hendelsene er avgjørende for replikasjonen av nukleinsyre, så vel som for dens kondensering før celledeling..

Glykolyse, en av de sentrale metabolske banene i cellen, inkluderer minst tre isomere enzymer, nemlig: fosfoglukose-isomerase, triofosfatisomerase og fosfoglyseratmutase..

Omdannelsen av UDP-galaktose til UDP-glukose i galaktosekatabolismeveien oppnås ved virkningen av en epimerase. Hos mennesker er dette enzymet kjent som UDP-glukose 4-epimerase..

Proteinfolding er en viktig prosess for funksjonen til mange enzymer i naturen. Proteindisulfidisomeraseenzymet hjelper til med å brette proteiner som inneholder disulfidbroer ved å endre deres posisjon i molekylene som det bruker som substrater..

Funksjoner

Hovedfunksjonen til enzymer som tilhører klassen av isomeraser kan sees på som å transformere et substrat gjennom en liten strukturendring, for å gjøre det utsatt for videre behandling av enzymer nedstrøms i en metabolsk vei, for eksempel.

Et eksempel på isomerisering er endringen fra fosfatgruppen i posisjon 3 til karbon i posisjon 2 i 3-fosfoglyseratet for å omdanne det til 2-fosfoglyserat, katalysert av enzymet fosfoglyseratmutase i glykolytisk vei, og derved generere en høyere energiforbindelse hva er et funksjonelt substrat for enolase.

Nomenklatur

Klassifiseringen av isomeraser følger de generelle reglene for klassifisering av enzymer foreslått av Enzymkommisjonen (Enzymkommisjon) i 1961, der 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 bokstavene "EC".

For isomeraser representerer det første tallet den enzymatiske klassen, det andre angir typen isomerisering de utfører, og det tredje substratet de virker på..

Nomenklaturen for isomeraseklassen er EC.5. Den har syv underklasser, så enzymer med koden fra EC.5.1 til EC.5.6 vil bli funnet. Det er en sjette "underklasse" av isomeraser kjent som "andre isomeraser", hvis kode er EC.5.99, siden den inkluderer enzymer med forskjellige isomerasefunksjoner..

Benevnelsen av underklassene gjøres hovedsakelig i henhold til typen isomerisering som disse enzymene utfører. Til tross for dette kan de også motta navn som racemaser, epimerases, cis-trans-isomeraser, isomeraser, tautomeraser, mutaser eller cyklo isomeraser.

Underklasser

Det er 7 klasser av enzymer innenfor isomerasefamilien:

EC.5.1 Racemaser og epimerases

De katalyserer dannelsen av racemiske blandinger basert på posisjonen til α-karbon. De kan virke på aminosyrer og derivater (EC.5.1.1), på hydroksysyregrupper 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-Isomeraser

Katalyser konverteringen mellom isomere former cis Y trans av forskjellige molekyler.

EC.5.3 Intramolekylære isomeraser

Disse enzymene er ansvarlige for isomeriseringen av indre deler i det samme molekylet. Det er noen som utfører redoksreaksjoner, hvor elektrondonoren og akseptoren er det samme molekylet, så de er ikke klassifisert som oksidoreduktaser.

De kan handle ved å konvertere aldoser og ketoser (EC.5.3.1), på keto- og enolgrupper (EC.5.3.2), endre posisjonen til CC dobbeltbindinger (EC.5.3.3), til SS disulfidbindinger (EC.5.3.4) og andre “oksidasoreduktaser” (EC.5.3.99).

EC.5.4 Intramolekylære transferaser (mutaser)

Disse enzymene katalyserer posisjonsendringene til forskjellige grupper i det samme molekylet. De er klassifisert etter hvilken type gruppe de "flytter".

Det er fosfomutasene (EC.5.4.1), de som overfører aminogrupper (EC.5.4.2), de som overfører hydroksylgrupper (EC.5.4.3), og de som overfører andre typer grupper (EC.5.4 99).

EC.5.5 Intramolekylære lyaser

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

EC.5.6 Isomeraser som endrer makromolekylær konformasjon

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

EC.5.99 Andre isomeraser

Denne underklassen samler enzymer som tiocyanat-isomerase og 2-hydroksykrom-2-karboksylat-isomerase..

Referanser

1. Adams, E. (1972). Aminosyrer Racemases og Epimerases. Enzymer, 6, 479-507.
2. Boyce, S., og 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). Enzymfamilieklassifisering etter støttevektormaskiner. Proteiner: Struktur, funksjon og bioinformatikk, 55, 66-76.
4. Dugave, C., & Demange, L. (2003). Cis - Trans isomerisering av organiske molekyler og biomolekyler: implikasjoner og anvendelser. Kjemiske anmeldelser, 103, 2475-2532.
5. Leksikon Britannica. (2018). Hentet 3. mars 2019 fra britannica.com
6. Freedman, R. B., Hirst, T. R., & Tuite, M. F. (1994). Proteindisulfidisomerase: 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., og Cox, M. M. (2009). Lehninger prinsipper for biokjemi. Omega-utgaver (5. utg.).
9. Nomenklaturkomité for den internasjonale unionen 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 abortkompleks av UDP-galaktose 4-Epimerase fra Escherichia coli: Implikasjoner for den katalytiske mekanismen. Biokjemi, 35, 5137-5144.