Isomeraser biologiska processer, funktioner, nomenklatur och underklasser



den isomeras de är en klass av enzymer som är involverade i strukturell eller positionsomvandling av isomerer och stereoisomerer av olika molekyler. De är närvarande i nästan alla cellorganismer som uppfyller funktioner i olika sammanhang.

Enzymer av denna klass verkar på ett enda substrat, även om vissa kan vara kovalent associerade med kofaktorer, joner, bland andra. Den allmänna reaktionen kan därför ses som följer:

X-Y → Y-X

Reaktionerna som katalyseras av dessa enzymer involverar en intern omlagring av länkarna, vilket kan innebära förändringar i positionen hos funktionella grupper, i positionerna för dubbelbindningar mellan kolatomer, bland andra, utan förändringar i den molekylära formeln av substratet.

Isomeraser utför olika funktioner i en stor mängd biologiska processer, som inkluderar metaboliska vägar, celldelning, DNA-replikation, för att nämna några..

Isomeraserna var de första enzymerna som användes industriellt för framställning av sirap och andra söta livsmedel, tack vare deras förmåga att sammankoppla isomerer av olika typer av kolhydrater..

index

  • 1 Biologiska processer där de deltar
  • 2 funktioner
  • 3 nomenklaturen
  • 4 underklasser
    • 4.1 EC.5.1 Racemaser och epimeraser
    • 4.2 EC.5.2 Cis-trans-isomeraser
    • 4.3 EC.5.3 intramolekylära isomeraser
    • 4.4 EC.5.4 intramolekylära transferaser (mutaser)
    • 4,5 EC.5.5 Intramolekylära lyaser
    • 4.6 EC.5.6 Isomeraser som förändrar makromolekylär konformation
    • 4,7 EC.5.99 Andra isomeraser
  • 5 referenser

Biologiska processer där de deltar

Isomeraser deltar i flera vitala cellulära processer. Bland de mest framträdande är DNA-replikation och förpackning, katalyserad av topoisomeraser. Dessa händelser är avgörande för replikationen av nukleinsyra, liksom för dess kondensation före celldelning.

Glykolys, en av de centrala metaboliska vägar i cellen, innefattar åtminstone tre isomera enzymer, nämligen fosfoglukosisomeras, triosfosfatisomeras och-fosfoglyceratmutas.

Omvandlingen av UDP-galaktos till UDP-glukos i galaktoskatabolismvägen uppnås genom verkan av ett epimeras. Hos människor är detta enzym känt som UDP-glukos 4-epimeras.

Vikningen av proteiner är en väsentlig process för funktionen av många enzymer i naturen. Enzymprotein-disulfidisomeras hjälper vikningen av proteiner innehållande disulfidbroar genom att modifiera deras position i molekylerna som de använder som ett substrat.

funktioner

Den huvudsakliga funktionen av enzymer som tillhör klassen av de isomeraser kan ses som omvandlingen av ett substrat genom en liten strukturell förändring, för att göra den känslig för ytterligare bearbetning av enzymer nedströms i en metabolisk väg, till exempel.

Ett exempel på isomerisering är förändringen av fosfatgruppen i position 3 kolet i ställning 2 av 3-fosfoglycerat att omvandla den till 2-fosfoglycerat, som katalyseras av enzymet fosfoglyceratmutas i den glykolytiska vägen, varvid en förening med högre energi alstras vilket är det funktionella substratet av enolas.

nomenklatur

Klassificeringen av isomeraser följer de allmänna reglerna för klassificering av enzymer som föreslagits av Enzymkommissionen år 1961, där varje enzym får en numerisk kod för klassificering.

Positionen för siffrorna i nämnda kod anger var och en av divisionerna eller kategorierna i klassificeringen och dessa nummer föregås av bokstäverna "EC".

För isomeraser representerar det första talet den enzymatiska klassen, den andra betecknar den typ av isomerisering som de utför och den tredje substratet som de agerar på..

Nomenklaturen för isomerasklassen är EC.5. Den har sju underklasser, så du hittar enzymer med koden från EC.5.1 till EC.5.6. Det finns en sjätte "underklass" av isomeraser som kallas "andra isomeraser", vars kod är EC.5.99, eftersom den innehåller enzymer med olika isomerasfunktioner.

Beteckningen för underklasserna görs huvudsakligen enligt den typ av isomerisering som dessa enzymer utför. Trots detta kan de också få namn såsom racemaser, epimeraser, cis-trans-isomeraser, isomeraser, tautomeraser, mutaser eller cykloisomeraser..

subklasser

Det finns 7 klasser av enzymer inom familjen av isomeraser:

EC.5.1 Racemaser och epimeraser

De katalyserar bildningen av racemiska blandningar baserat på a-kolens position. De kan agera på aminosyror och derivat (EC.5.1.1), på hydroxisyragrupper och derivat (EC.5.1.2), på kolhydrater och derivat (EC.5.1.3) och andra (EC.5.1.99).

EC.5.2 Cis-trans-isomeras

De katalyserar omvandlingen mellan cis och trans-isomera former av olika molekyler.

EC.5.3 Intramolekylära isomeraser

Dessa enzymer är ansvariga för isomeriseringen av inre portioner i samma molekyl. Det finns några som utför oxidoreduktionsreaktioner, där elektrondonatorn och acceptorn är samma molekyl, så de klassificeras inte som oxidoreduktaser.

De kan verka bland aldoser och ketoser konvertering (EC.5.3.1), keto- och enol grupper på (EC.5.3.2), ändra läget för dubbelbindningar (EC.5.3.3), disulfidbindning SS ( EC.5.3.4) och andra "oxidoreduktaser" (EC.5.3.99).

EC.5.4 intramolekylära transferaser (mutaser)

Dessa enzymer katalyserar förändringar av positionen för olika grupper inom samma molekyl. De klassificeras enligt typen av grupp som "flyttar".

De är de Fosfomutasas (EC.5.4.1), överförings aminogrupper (EC.5.4.2), överförings hydroxylgrupper (EC.5.4.3), och överföra andra typer av grupper (EC.5.4. 99).

EC.5.5 Intramolekylära lyaser

De katalyserar "eliminering" av en grupp som ingår i en molekyl, men det är inte kovalent kopplad till det.

EC.5.6 Isomeraser som förändrar makromolekylär konformation

De kan agera genom att ändra konformationen av polypeptider (EC.5.6.1) eller nukleinsyror (EC.5.6.2).

EC.5.99 Andra isomeraser

Denna underklass sammanför enzymer såsom tiocyanatisomeras och 2-hydroxymen-2-karboxylat-isomeras.

referenser

  1. Adams, E. (1972). Aminosyror Racemaser och Epimeraser. Enzymerna, 6, 479-507.
  2. Boyce, S., & College, T. (2005). Enzymklassificering och nomenklatur. Encyclopedia of Life Sciences, 1-11.
  3. Cai, C.Z., Han, L. Y., Ji, Z. L., & Chen, Y.Z. (2004). Enzym Family Classification av Support Vector Machines. Proteiner: struktur, funktion och bioinformatik, 55, 66-76.
  4. Dugave, C., & Demange, L. (2003). Cis - Transisomerisering av organiska molekyler och biomolekyler: Implikationer och tillämpningar. Chemical Reviews, 103, 2475-2532.
  5. Encyclopedia Britannica. (2018). Hämtad 3 mars 2019, från britannica.com
  6. Freedman, R. B., Hirst, T. R., & Tuite, M. F. (1994). Proteindisulfidisomeras: byggande broar i proteinvikning. TIBS, 19, 331-336.
  7. Murzin, A. (1996). Strukturell klassificering av proteiner: nya superfamiljer Alexey G Murzin. Strukturell klassificering av proteiner: Nya superfamilier, 6, 386-394.
  8. Nelson, D. L., & Cox, M. M. (2009). Lehninger-principerna för biokemi. Omega-utgåvor (5: e upplagan).
  9. Nomenklaturkommitté för Internationella Unionen för biokemi och molekylärbiologi (NC-IUBMB). (2019). Hämtad från qmul.ac.uk
  10. Thoden, J. B., Frey, P. A., & Holden, H. M. (1996). Molekylstruktur av NADH / UDP-glukosavbrytande komplexet av UDP-galaktos 4-epimeras från Escherichia coli: Implikationer för den katalytiska mekanismen. Biochemistry, 35, 5137-5144.