- Биологические процессы, в которых они участвуют
- Характеристики
- Номенклатура
- Подклассы
- EC.5.1 Рацемазы и эпимеразы
- EC.5.2
- EC.5.3 Внутримолекулярные изомеразы
- EC.5.4 Внутримолекулярные трансферазы (мутазы)
- EC.5.5 Внутримолекулярные лиазы
- EC.5.6 Изомеразы, изменяющие конформацию макромолекул
- EC.5.99 Другие изомеразы
- Ссылки
В изомеразы представляют собой класс ферментов , участвующих в перегруппировкой структурных или позиционных изомеров и стереоизомеров различных молекул. Они присутствуют практически во всех клеточных организмах, выполняя функции в различных контекстах.
Ферменты этого класса действуют на один субстрат, несмотря на то, что некоторые из них могут быть ковалентно связаны с кофакторами, ионами и другими. Таким образом, общую реакцию можно увидеть следующим образом:
XY → YX
Реакции, катализируемые этими ферментами, включают внутреннюю перегруппировку связей, которая может означать изменения положения функциональных групп, положения двойных связей между атомами углерода, среди прочего, без изменения молекулярной формулы субстрата.
Механизм действия изопентенилпирофосфат изомеразы, катализирующей изомеризацию изопентенилпирофосфата в диметилаллилпирофосфат (Источник: Yjlu22 через Wikimedia Commons)
Изомеразы выполняют разнообразные функции в большом разнообразии биологических процессов, в которые можно включить метаболические пути, клеточное деление, репликацию ДНК и многие другие.
Изомеразы были первыми ферментами, использованными в промышленности для производства сиропов и других сладких продуктов, благодаря их способности взаимно превращать изомеры различных типов углеводов.
Биологические процессы, в которых они участвуют
Изомеразы участвуют во многих жизненно важных клеточных процессах. Среди наиболее известных - репликация и упаковка ДНК, катализируемая топоизомеразами. Эти события имеют решающее значение для репликации нуклеиновой кислоты, а также для ее конденсации перед делением клетки.
Гликолиз, один из центральных метаболических путей в клетке, включает по меньшей мере три изомерных фермента, а именно фосфоглюкозоизомеразу, триозофосфатизомеразу и фосфоглицератмутазу.
Превращение UDP-галактозы в UDP-глюкозу в пути катаболизма галактозы осуществляется под действием эпимеразы. У людей этот фермент известен как UDP-глюкозо-4-эпимераза.
Сворачивание белков - важный процесс для функционирования многих ферментов в природе. Фермент протеин-дисульфид-изомераза помогает сворачиванию белков, содержащих дисульфидные мостики, изменяя их положение в молекулах, которые он использует в качестве субстрата.
Характеристики
Основная функция ферментов, принадлежащих к классу изомераз, может рассматриваться как преобразование субстрата посредством небольшого структурного изменения, чтобы сделать его восприимчивым к дальнейшей переработке ферментами, находящимися ниже по ходу метаболического пути, например.
Примером изомеризации является изменение фосфатной группы в положении 3 на углерод в положении 2 3-фосфоглицерата, чтобы преобразовать его в 2-фосфоглицерат, катализируемый ферментом фосфоглицератмутазой в гликолитическом пути, тем самым генерируя соединение с более высокой энергией. который является функциональным субстратом енолазы.
Номенклатура
Классификация изомераз следует общим правилам классификации ферментов, предложенным Комиссией по ферментам в 1961 году, в которых каждый фермент получает числовой код для своей классификации.
Положение чисел в указанном коде указывает каждый из разделов или категорий в классификации, и этим числам предшествуют буквы «EC».
Для изомераз первое число представляет класс ферментов, второе обозначает тип изомеризации, которую они проводят, а третье - субстрат, на который они действуют.
Номенклатура класса изомераз - ЕС.5. Он имеет семь подклассов, поэтому будут обнаружены ферменты с кодами от EC.5.1 до EC.5.6. Существует шестой «подкласс» изомераз, известный как «другие изомеразы», код которого - EC.5.99, поскольку он включает ферменты с различными функциями изомеразы.
Обозначение подклассов осуществляется в основном в соответствии с типом изомеризации, которую проводят эти ферменты. Несмотря на это, они также могут получать такие названия, как рацемазы, эпимеразы, цис-транс-изомеразы, изомеразы, таутомеразы, мутазы или циклоизомеразы.
Подклассы
В семействе изомераз есть 7 классов ферментов:
EC.5.1 Рацемазы и эпимеразы
Они катализируют образование рацемических смесей в зависимости от положения α-углерода. Они могут действовать на аминокислоты и производные (EC.5.1.1), на группы гидроксикислот и производные (EC.5.1.2), на углеводы и производные (EC.5.1.3) и другие (EC.5.1.99).
EC.5.2
Они катализируют превращение цис- и транс-изомерных форм различных молекул.
EC.5.3 Внутримолекулярные изомеразы
Эти ферменты отвечают за изомеризацию внутренних частей одной и той же молекулы. Некоторые из них проводят окислительно-восстановительные реакции, в которых донором и акцептором электронов является одна и та же молекула, поэтому они не классифицируются как оксидоредуктазы.
Они могут действовать, превращая альдозы и кетозы (EC.5.3.1) на кето- и енольные группы (EC.5.3.2), изменяя положение двойных связей CC (EC.5.3.3), дисульфидных связей SS ( EC.5.3.4) и другие «оксидоредуктазы» (EC.5.3.99).
EC.5.4 Внутримолекулярные трансферазы (мутазы)
Эти ферменты катализируют позиционные изменения различных групп внутри одной и той же молекулы. Они классифицируются по типу группы, которую они «перемещают».
Существуют фосфомуттазы (EC.5.4.1), те, которые переносят аминогруппы (EC.5.4.2), те, которые переносят гидроксильные группы (EC.5.4.3), и те, которые переносят другие типы групп (EC.5.4. 99).
EC.5.5 Внутримолекулярные лиазы
Они катализируют «отщепление» группы, которая является частью молекулы, но все еще ковалентно связана с ней.
EC.5.6 Изомеразы, изменяющие конформацию макромолекул
Они могут действовать, изменяя конформацию полипептидов (EC.5.6.1) или нуклеиновых кислот (EC.5.6.2).
EC.5.99 Другие изомеразы
Этот подкласс объединяет ферменты, такие как тиоцианат-изомераза и 2-гидроксихром-2-карбоксилат-изомераза.
Ссылки
- Адамс, Э. (1972). Аминокислоты рацемазы и эпимеразы. Ферменты, 6, 479–507.
- Бойс, С., и Колледж, Т. (2005). Классификация и номенклатура ферментов. Энциклопедия наук о жизни, 1–11.
- Cai, CZ, Han, LY, Ji, ZL, & Chen, YZ (2004). Классификация семейств ферментов машинами опорных векторов. Белки: структура, функция и биоинформатика, 55, 66–76.
- Дугейв, К., и Деманж, Л. (2003). Цис - транс изомеризация органических молекул и биомолекул: последствия и приложения. Химические обзоры, 103, 2475-2532.
- Британская энциклопедия. (2018). Получено 3 марта 2019 г. с сайта britannica.com.
- Фридман, Р. Б., Херст, Т. Р., и Туйт, М. Ф. (1994). Дисульфидизомераза протеина: наведение мостов в сворачивании белков. TIBS, 19, 331–336.
- Мурзин, А. (1996). Структурная классификация белков: новые надсемейства Алексей Григорьевич Мурзин. Структурная классификация белков: новые суперсемейства, 6, 386–394.
- Нельсон, Д. Л., и Кокс, М. М. (2009). Принципы биохимии Ленингера. Omega Editions (5-е изд.).
- Номенклатурный комитет Международного союза биохимии и молекулярной биологии (NC-IUBMB). (2019). Получено с qmul.ac.uk
- Тоден, Дж. Б., Фрей, Пенсильвания, и Холден, Н. М. (1996). Молекулярная структура абортивного комплекса NADH / UDP-глюкоза UDP-галактозо-4-эпимеразы из Escherichia coli: влияние на каталитический механизм. Биохимия, 35, 5137-5144.