TRANSFERASES: PROSES, FUNGSI, TATANAMA DAN SUBKELAS - BIOLOGI - 2026

The transferases adalah enzim yang memindahkan kumpulan berfungsi substrat bertindak sebagai penderma untuk bertindak lain sebagai seorang penerima. Sebilangan besar proses metabolik yang penting untuk kehidupan melibatkan enzim transferase.

Pemerhatian pertama reaksi yang dikatalisis oleh enzim ini didokumentasikan pada tahun 1953 oleh Dr. RK Morton, yang memerhatikan pemindahan kumpulan fosfat dari fosfatase alkali ke β-galaktosidase yang bertindak sebagai reseptor untuk kumpulan fosfat.

Glycine N-methyltransferase (Sumber: Jawahar Swaminathan dan kakitangan MSD di Institut Bioinformatik Eropah melalui Wikimedia Commons)

Nomenklatur enzim transferase umumnya dibuat mengikut sifat molekul yang menerima kumpulan fungsional dalam tindak balas, misalnya: DNA-metiltransferase, Glutathione-transferase, 1,4-α-glukan 6-α-glukosiltransferase, antara lain.

Transferase adalah enzim dengan kepentingan bioteknologi, terutama dalam industri makanan dan ubat-ubatan. Gen mereka dapat dimodifikasi untuk melakukan aktiviti tertentu dalam organisma, sehingga menyumbang secara langsung kepada kesihatan pengguna, di luar manfaat pemakanan.

Ubat prebiotik untuk flora usus kaya dengan transferase, kerana ini mengambil bahagian dalam pembentukan karbohidrat yang menggemari pertumbuhan dan perkembangan mikroorganisma bermanfaat dalam usus.

Kekurangan, kerosakan struktur dan gangguan dalam proses yang dikatalisis oleh transferase menyebabkan pengumpulan produk dalam sel, itulah sebabnya banyak penyakit dan patologi yang berbeza dikaitkan dengan enzim tersebut.

Kegagalan transferase menyebabkan penyakit seperti galaktosemia, Alzheimer, penyakit Huntington, antara lain.

Proses biologi di mana mereka mengambil bahagian

Di antara sebilangan besar proses metabolik di mana transferase mengambil bahagian adalah biosintesis glikosida dan metabolisme gula secara umum.

Enzim glukotransferase bertanggungjawab untuk konjugasi antigen A dan B pada permukaan sel darah merah. Variasi pengikatan antigen ini disebabkan oleh polimorfisme asid amino Pro234Ser dari struktur asal B-transferase.

Glutathione-S-transferase di hati berpartisipasi dalam detoksifikasi sel hati, membantu melindungi mereka dari spesies oksigen reaktif (ROS), radikal bebas dan hidrogen peroksida yang terkumpul di sitoplasma sel dan sangat beracun.

Glutathione-S-Transferase (Sumber: Jawahar Swaminathan dan kakitangan MSD di Institut Bioinformatik Eropah melalui Wikimedia Commons)

Aspartate carbamoyl transferase memangkin biosintesis pyrimidin dalam metabolisme nukleotida, komponen asas asid nukleik dan molekul tenaga tinggi yang digunakan dalam pelbagai proses selular (seperti ATP dan GTP, misalnya).

Transferase berpartisipasi secara langsung dalam pengaturan banyak proses biologi dengan membungkam oleh mekanisme epigenetik urutan DNA yang menyandikan maklumat yang diperlukan untuk sintesis elemen sel.

Histone acetyltransferases acetylate memelihara residu lisin pada histon dengan memindahkan kumpulan asetil dari molekul asetil-CoA. Asetilasi ini merangsang pengaktifan transkripsi yang berkaitan dengan penenang atau kelonggaran euchromatin.

Phosphotransferases memangkinkan pemindahan kumpulan fosfat dalam semua konteks metabolik sel. Ia mempunyai peranan penting dalam fosforilasi karbohidrat.

Aminotransferases memangkin pemindahan kumpulan amino yang boleh dibalik dari asid amino ke oksida, salah satu daripada banyak transformasi asid amino yang dimediasi oleh enzim yang bergantung pada vitamin B6.

ciri-ciri

Transferases memangkin pergerakan kumpulan kimia dengan melakukan tindak balas yang ditunjukkan di bawah. Dalam persamaan berikut, huruf "X" mewakili molekul penderma kumpulan berfungsi "Y" dan "Z" bertindak sebagai akseptor.

XY + Z = X + YZ

Ini adalah enzim dengan unsur elektronegatif dan nukleofilik yang kuat dalam komposisi mereka; Unsur-unsur ini bertanggungjawab untuk keupayaan pemindahan enzim.

Kumpulan yang digerakkan oleh transferase secara amnya adalah residu aldehid dan keton, kumpulan asetil, glukosil, alkil, nitrogen dan nitrogen, fosforus, kumpulan yang mengandungi sulfur, antara lain.

Tatanama

Klasifikasi transferase mengikuti peraturan umum klasifikasi enzim yang dicadangkan oleh Enzyme Commission pada tahun 1961. Menurut jawatankuasa tersebut, setiap enzim menerima kod berangka untuk klasifikasinya.

Kedudukan nombor dalam kod menunjukkan setiap bahagian atau kategori dalam klasifikasi dan nombor-nombor ini didahului dengan huruf "EC".

Dalam klasifikasi transferase, nombor pertama mewakili kelas enzim, nombor kedua melambangkan jenis kumpulan yang mereka pindahkan, dan nombor ketiga merujuk kepada substrat di mana mereka bertindak.

Tatanama kelas transferase adalah EC.2 . Ia mempunyai sepuluh subkelas, jadi ada enzim dengan kod dari EC.2.1 hingga EC.2.10 . Setiap denotasi subkelas dibuat terutamanya mengikut jenis kumpulan yang memindahkan enzim.

Subkelas

Sepuluh kelas enzim dalam keluarga transferase adalah:

EC.2.1 Memindahkan kumpulan atom karbon

Mereka memindahkan kumpulan yang merangkumi satu karbon. Methyltransferase, misalnya, memindahkan kumpulan metil (CH3) ke asas nitrogen DNA. Enzim kumpulan ini secara langsung mengatur terjemahan gen.

EC.2.2 Memindahkan kumpulan aldehid atau keton

Mereka menggerakkan kumpulan aldehid dan kumpulan keton yang mempunyai sakarida sebagai kumpulan reseptor. Carbamyltransferase mewakili mekanisme pengawalseliaan dan sintesis piramidin.

EC.2.3 Acyltransferases

Enzim ini memindahkan kumpulan asil kepada turunan asid amino. Peptidyltransferase melakukan pembentukan penting ikatan peptida antara asid amino yang berdekatan semasa proses terjemahan.

EC.2.4 Glikosiltransferase

Mereka memangkinkan pembentukan ikatan glikosidik menggunakan kumpulan gula fosfat sebagai kumpulan penderma. Semua makhluk hidup menunjukkan urutan DNA untuk glikosiltransferase, kerana mereka mengambil bahagian dalam sintesis glikolipid dan glikoprotein.

EC.2.5 Pindahkan kumpulan alkil atau aril selain daripada kumpulan metil

Contohnya, mereka menggerakkan kumpulan alkil atau aril (selain CH3) seperti kumpulan dimetil. Antaranya adalah glutathione transferase, yang telah disebutkan sebelumnya.

EC.2.6 Memindahkan kumpulan nitrogen

Enzim kelas ini memindahkan kumpulan nitrogen seperti -NH2 dan -NH. Enzim ini merangkumi aminotransferase dan transaminase.

EC.2.7 Kumpulan pemindahan yang mengandungi kumpulan fosfat

Mereka memangkinkan fosforilasi substrat. Secara amnya substrat fosforilasi ini adalah gula dan enzim lain. Fosfotransferase mengangkut gula ke dalam sel, sekaligus mengfosforilasi.

EC.2.8 Memindahkan kumpulan yang mengandungi sulfur

Mereka dicirikan oleh pemangkin pemindahan kumpulan yang mengandungi sulfur dalam strukturnya. Coenzyme A transferase tergolong dalam kelas bawah ini.

EC.2.9 Memindahkan kumpulan yang mengandungi selenium

Mereka biasanya dikenali sebagai seleniotransferases. Ini menggerakkan kumpulan L-seril untuk memindahkan RNA.

EC.2.10 Memindahkan kumpulan yang mengandungi sama ada molibdenum atau tungsten

Transferase kumpulan ini menggerakkan kumpulan yang mengandungi molibdenum atau tungsten ke molekul yang mempunyai kumpulan sulfida sebagai akseptor.

Rujukan

1. Alfaro, JA, Zheng, RB, Persson, M., Letts, JA, Polakowski, R., Bai, Y., … & Evans, SV (2008). Kumpulan darah ABO (H) glikosiltransferase A dan B mengenali substrat melalui perubahan konformasi tertentu. Jurnal Kimia Biologi, 283 (15), 10097-10108.
2. Aranda Moratalla, J. (2015). Kajian komputasi DNA-Methyltransferases. Analisis mekanisme epigenetik metilasi DNA (Doktor-Tesis, Universiti Valencia-Sepanyol).
3. Armstrong, RN (1997). Struktur, mekanisme pemangkin, dan evolusi transferase glutathione. Penyelidikan kimia dalam toksikologi, 10 (1), 2-18.
4. Aznar Cano, E. (2014). Kajian fasa »Helicobacter pylori» dengan kaedah fenotipik dan genotipik (Disertasi doktoral, Universidad Complutense de Madrid)
5. Boyce, S., & Tipton, KF (2001). Klasifikasi dan tatanama enzim. eLS.
6. Bresnick, E., & Mossé, H. (1966). Aspartate carbamoyltransferase dari hati tikus. Jurnal Biokimia, 101 (1), 63.
7. Gagnon, SM, Legg, MS, Polakowski, R., Letts, JA, Persson, M., Lin, S.,… & Borisova, SN (2018). Residu yang dipelihara Arg188 dan Asp302 sangat penting untuk organisasi tapak aktif dan pemangkin pada kumpulan darah ABO (H) A dan B glikosiltransferase manusia. Glikobiologi, 28 (8), 624-636
8. Grimes, WJ (1970). Transferase asid sialik dan tahap asid sialik dalam sel normal dan berubah. Biokimia, 9 (26), 5083-5092.
9. Grimes, WJ (1970). Transferase asid sialik dan tahap asid sialik dalam sel normal dan berubah. Biokimia, 9 (26), 5083-5092.
10. Hayes, JD, Flanagan, JU, & Jowsey, IR (2005). Transferase glutathione. Annu. Pendeta Pharmacol Toksikol. , 45, 51-88.
11. Hersh, LB, & Jencks, WP (1967). Koenzim A kinetik Transferase dan reaksi pertukaran. Jurnal Kimia Biologi, 242 (15), 3468-3480
12. Jencks, WP (1973). 11 Koenzim A Transferases. Dalam Enzim (Jilid 9, hlm. 483-496). Akhbar Akademik.
13. Lairson, LL, Henrissat, B., Davies, GJ, & Withers, SG (2008). Glycosyltransferases: struktur, fungsi, dan mekanisme. Kajian tahunan biokimia, 77
14. Lairson, LL, Henrissat, B., Davies, GJ, & Withers, SG (2008). Glycosyltransferases: struktur, fungsi, dan mekanisme. Kajian tahunan biokimia, 77.
15. Lambalot, RH, Gehring, AM, Flugel, RS, Zuber, P., LaCelle, M., Marahiel, MA, … & Walsh, CT (1996). Enzim baru superfamily transferase fosfopanteteinil. Kimia & biologi, 3 (11), 923-936
16. Mallard, C., Tolcos, M., Leditschke, J., Campbell, P., & Rees, S. (1999). Pengurangan imunoreaktiviti asetiltransferase kolin tetapi bukan imunoreaktiviti reseptor muscarinic-m2 di batang otak bayi SIDS. Jurnal neuropatologi dan neurologi eksperimen, 58 (3), 255-264
17. Mannervik, B. (1985). Isoenzim glutathione transferase. Kemajuan dalam enzimologi dan bidang biologi molekul yang berkaitan, 57, 357-417
18. MEHTA, PK, HALE, TI, & CHRISTEN, P. (1993). Aminotransferases: demonstrasi homologi dan pembahagian menjadi subkumpulan evolusi. Jurnal Biokimia Eropah, 214 (2), 549-561
19. Monro, RE, Staehelin, T., Celma, ML, & Vazquez, D. (1969, Januari). Aktiviti peptidil transferase ribosom. Dalam simposium Cold Spring Harbor mengenai biologi kuantitatif (Jilid 34, hlm. 357-368). Akhbar Makmal Cold Spring Harbor.
20. Montes, CP (2014). Enzim dalam makanan? Biokimia yang boleh dimakan. Majalah Universiti UNAM, 15, 12.
21. Morton, RK (1953). Aktiviti transferase enzim hidrolitik. Alam, 172 (4367), 65.
22. Negishi, M., Pedersen, LG, Petrotchenko, E., Shevtsov, S., Gorokhov, A., Kakuta, Y., & Pedersen, LC (2001). Struktur dan fungsi sulfotransferase. Arkib biokimia dan biofizik, 390 (2), 149-157
23. Jawatankuasa Tatanama Kesatuan Antarabangsa Biokimia dan Biologi Molekul (NC-IUBMB). (2019). Diperolehi dari qmul.ac.uk
24. Rej, R. (1989). Aminotransferases dalam penyakit. Klinik perubatan makmal, 9 (4), 667-687.
25. Xu, D., Song, D., Pedersen, LC, & Liu, J. (2007). Kajian mutasi heparan sulfat 2-O-sulfotransferase dan kondroitin sulfat 2-O-sulfotransferase. Jurnal Kimia Biologi, 282 (11), 8356-8367