TRANSFERASES: PROSES, FUNGSI, NOMENKLATUR DAN SUBCLASS - BIOLOGI - 2025

The transferase adalah enzim-enzim yang mentransfer gugus fungsi dari substrat bertindak sebagai donor akting lain sebagai sebuah penerima. Sebagian besar proses metabolisme yang penting bagi kehidupan melibatkan enzim transferase.

Pengamatan pertama dari reaksi yang dikatalisis oleh enzim ini didokumentasikan pada tahun 1953 oleh Dr. RK Morton, yang mengamati transfer gugus fosfat dari alkali fosfatase ke β-galaktosidase yang bertindak sebagai reseptor untuk gugus fosfat.

Glycine N-methyltransferase (Sumber: Jawahar Swaminathan dan staf MSD di European Bioinformatics Institute melalui Wikimedia Commons)

Tata nama enzim transferase umumnya dibuat sesuai dengan sifat molekul yang menerima gugus fungsi dalam reaksi, misalnya: DNA-metiltransferase, Glutathione-transferase, 1,4-α-glukan 6-α-glukosiltransferase, di antara yang lain.

Transferase adalah enzim dengan kepentingan bioteknologi, terutama dalam industri makanan dan obat-obatan. Gen mereka dapat dimodifikasi untuk melakukan aktivitas spesifik pada organisme, sehingga berkontribusi langsung pada kesehatan konsumen, di luar manfaat nutrisi.

Obat prebiotik untuk flora usus kaya akan transferase, karena ini berpartisipasi dalam pembentukan karbohidrat yang mendukung pertumbuhan dan perkembangan mikroorganisme yang bermanfaat di usus.

Kekurangan, kerusakan struktural dan gangguan dalam proses yang dikatalisasi oleh transferase menyebabkan akumulasi produk di dalam sel, itulah sebabnya banyak penyakit dan patologi yang berbeda dikaitkan dengan enzim tersebut.

Kerusakan transferase menyebabkan penyakit seperti galaktosemia, Alzheimer, penyakit Huntington, dan lain-lain.

Proses biologis di mana mereka berpartisipasi

Di antara banyak proses metabolisme di mana transferase berpartisipasi adalah biosintesis glikosida dan metabolisme gula secara umum.

Enzim glukotransferase bertanggung jawab untuk konjugasi antigen A dan B pada permukaan sel darah merah. Variasi pengikatan antigen ini disebabkan oleh polimorfisme asam amino Pro234Ser dari struktur asli 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 terakumulasi dalam sitoplasma sel dan bersifat sangat beracun.

Glutathione-S-Transferase (Sumber: Jawahar Swaminathan dan staf MSD di European Bioinformatics Institute melalui Wikimedia Commons)

Aspartate carbamoyl transferase mengkatalisis biosintesis pirimidin dalam metabolisme nukleotida, komponen fundamental asam nukleat dan molekul berenergi tinggi yang digunakan dalam berbagai proses seluler (seperti ATP dan GTP, misalnya).

Transferase berpartisipasi langsung dalam regulasi banyak proses biologis dengan membungkam oleh mekanisme epigenetik urutan DNA yang menyandikan informasi yang diperlukan untuk sintesis elemen seluler.

Histone acetyltransferases acetylate mengawetkan residu lisin pada histon dengan mentransfer gugus asetil dari molekul asetil-KoA. Asetilasi ini merangsang aktivasi transkripsi yang terkait dengan pelepasan atau relaksasi eukromatin.

Fosfotransferase mengkatalisis transfer gugus fosfat dalam kemungkinan semua konteks metabolik seluler. Ini memiliki peran penting dalam fosforilasi karbohidrat.

Aminotransferase mengkatalisis transfer reversibel gugus amino dari asam amino ke asam oksida, salah satu dari banyak transformasi asam amino yang dimediasi oleh enzim yang bergantung pada vitamin B6.

fitur

Transferase mengkatalis pergerakan kelompok kimia dengan menyelesaikan reaksi yang ditunjukkan di bawah ini. Dalam persamaan berikut, huruf "X" mewakili molekul donor dari gugus fungsi "Y" dan "Z" bertindak sebagai penerima.

XY + Z = X + YZ

Ini adalah enzim dengan unsur elektronegatif dan nukleofilik yang kuat dalam komposisinya; Unsur-unsur ini bertanggung jawab atas kapasitas transfer enzim.

Gugus yang dimobilisasi oleh transferase umumnya adalah residu aldehida dan keton, asil, glukosil, alkil, gugus kaya nitrogen dan nitrogen, fosfor, gugus yang mengandung sulfur, antara lain.

Tata nama

Klasifikasi transferase mengikuti aturan umum klasifikasi enzim yang diusulkan oleh Komisi Enzim pada tahun 1961. Menurut panitia, setiap enzim menerima kode numerik untuk klasifikasinya.

Posisi angka dalam kode menunjukkan setiap divisi atau kategori dalam klasifikasi dan angka ini diawali dengan huruf "EC".

Dalam klasifikasi transferase, angka pertama mewakili kelas enzim, angka kedua melambangkan jenis kelompok yang mereka transfer, dan angka ketiga mengacu pada substrat tempat mereka bekerja.

Nomenklatur dari kelas transferase adalah EC.2 . Ini memiliki sepuluh subclass, jadi ada enzim dengan kode dari EC.2.1 hingga EC.2.10 . Setiap denotasi subkelas dibuat berdasarkan jenis kelompok yang mentransfer enzim.

Subkelas

Sepuluh kelas enzim dalam keluarga transferase adalah:

EC.2.1 Kelompok transfer atom karbon

Mereka mentransfer kelompok yang mencakup satu karbon. Metiltransferase, misalnya, mentransfer gugus metil (CH3) ke basa nitrogen DNA. Enzim kelompok ini secara langsung mengatur penerjemahan gen.

EC.2.2 Mentransfer gugus aldehida atau keton

Mereka memobilisasi kelompok aldehida dan kelompok keton yang memiliki sakarida sebagai kelompok reseptor. Karbamiltransferase merupakan mekanisme regulasi dan sintesis pirimidin.

EC.2.3 Acyltransferases

Enzim ini mentransfer gugus asil ke turunan asam amino. Peptidyltransferase melakukan pembentukan penting ikatan peptida antara asam amino yang berdekatan selama proses translasi.

EC.2.4 Glikosiltransferase

Mereka mengkatalisasi pembentukan ikatan glikosidik menggunakan gugus gula fosfat sebagai gugus donor. Semua makhluk hidup memiliki urutan DNA untuk glikosiltransferase, karena mereka berpartisipasi dalam sintesis glikolipid dan glikoprotein.

EC.2.5 Pindahkan gugus alkil atau aril dari gugus metil

Mereka memobilisasi gugus alkil atau aril (selain CH3) seperti gugus dimetil, misalnya. Diantaranya adalah glutathione transferase, yang telah disebutkan sebelumnya.

EC.2.6 Mentransfer gugus nitrogen

Enzim dari golongan ini mentransfer gugus nitrogen seperti -NH2 dan -NH. Enzim ini termasuk aminotransferase dan transaminase.

EC.2.7 Gugus transfer yang mengandung gugus fosfat

Mereka mengkatalisis fosforilasi substrat. Umumnya substrat dari fosforilasi ini adalah gula dan enzim lainnya. Fosfotransferase mengangkut gula ke dalam sel, sekaligus memosforilasi mereka.

EC.2.8 Kelompok transfer yang mengandung sulfur

Mereka dicirikan dengan mengkatalisasi transfer kelompok yang mengandung belerang dalam strukturnya. Koenzim A transferase termasuk dalam sub-kelas ini.

EC.2.9 Kelompok transfer yang mengandung selenium

Mereka umumnya dikenal sebagai seleniotransferases. Ini memobilisasi kelompok L-seril untuk mentransfer RNA.

EC.2.10 Kelompok transfer yang mengandung molibdenum atau tungsten

Transferase kelompok ini memobilisasi kelompok yang mengandung molibdenum atau tungsten ke molekul yang memiliki kelompok sulfida sebagai akseptor.

Referensi

1. Alfaro, JA, Zheng, RB, Persson, M., Letts, JA, Polakowski, R., Bai, Y.,… & Evans, SV (2008). Glikosiltransferase golongan darah ABO (H) A dan B mengenali substrat melalui perubahan konformasi spesifik. Jurnal Kimia Biologi, 283 (15), 10097-10108.
2. Aranda Moratalla, J. (2015). Studi komputasi DNA-Methyltransferases. Analisis mekanisme epigenetik metilasi DNA (Doktor-Tesis, Universitas Valencia-Spanyol).
3. Armstrong, RN (1997). Struktur, mekanisme katalitik, dan evolusi transferase glutathione. Penelitian kimia dalam toksikologi, 10 (1), 2-18.
4. Aznar Cano, E. (2014). Studi fag »Helicobacter pylori» dengan metode fenotipik dan genotipik (disertasi doktor, Universidad Complutense de Madrid)
5. Boyce, S., & Tipton, KF (2001). Klasifikasi dan nomenklatur 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 disimpan Arg188 dan Asp302 sangat penting untuk organisasi situs aktif dan katalisis dalam glikosiltransferase golongan darah A dan B. Glikosil darah manusia ABO (H). Glikobiologi, 28 (8), 624-636
8. Grimes, WJ (1970). Transferase asam sialat dan kadar asam sialat dalam sel normal dan sel yang diubah. Biokimia, 9 (26), 5083-5092.
9. Grimes, WJ (1970). Transferase asam sialat dan kadar asam sialat dalam sel normal dan sel yang diubah. Biokimia, 9 (26), 5083-5092.
10. Hayes, JD, Flanagan, JU, & Jowsey, IR (2005). Glutathione mentransfer. Annu. Rev Pharmacol. Toksikol. , 45, 51-88.
11. Hersh, LB, & Jencks, WP (1967). Koenzim A Transferase kinetika dan reaksi pertukaran. Jurnal Kimia Biologi, 242 (15), 3468-3480
12. Jencks, WP (1973). 11 Koenzim A. Transferase. Dalam Enzim (Vol. 9, hlm. 483-496). Pers Akademik.
13. Lairson, LL, Henrissat, B., Davies, GJ, & Withers, SG (2008). Glikosiltransferase: struktur, fungsi, dan mekanisme. Review tahunan biokimia, 77
14. Lairson, LL, Henrissat, B., Davies, GJ, & Withers, SG (2008). Glikosiltransferase: struktur, fungsi, dan mekanisme. Review tahunan biokimia, 77.
15. Lambalot, RH, Gehring, AM, Flugel, RS, Zuber, P., LaCelle, M., Marahiel, MA, … & Walsh, CT (1996). Enzim baru superfamili fosfopantetheinil transferase. Kimia & biologi, 3 (11), 923-936
16. Mallard, C., Tolcos, M., Leditschke, J., Campbell, P., & Rees, S. (1999). Penurunan imunoreaktivitas asetiltransferase kolin tetapi tidak imunoreaktivitas reseptor m2 muskarinik di batang otak bayi SIDS. Jurnal neuropatologi dan neurologi eksperimental, 58 (3), 255-264
17. Mannervik, B. (1985). Isoenzim dari glutathione transferase. Kemajuan dalam enzim dan bidang terkait biologi molekuler, 57, 357-417
18. MEHTA, PK, HALE, TI, & CHRISTEN, P. (1993). Aminotransferases: demonstrasi homologi dan pembagian ke dalam subkelompok evolusioner. European Journal of Biochemistry, 214 (2), 549-561
19. Monro, RE, Staehelin, T., Celma, ML, & Vazquez, D. (1969, Januari). Aktivitas peptidil transferase ribosom. Dalam simposium Cold Spring Harbor tentang biologi kuantitatif (Vol. 34, pp. 357-368). Press Laboratorium Cold Spring Harbor.
20. Montes, CP (2014). Enzim dalam makanan? Biokimia yang dapat dimakan. Majalah Universitas UNAM, 15, 12.
21. Morton, RK (1953). Aktivitas 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. Arsip biokimia dan biofisika, 390 (2), 149-157
23. Komite Nomenklatur Persatuan Internasional Biokimia dan Biologi Molekuler (NC-IUBMB). (2019). Diperoleh dari qmul.ac.uk
24. Rej, R. (1989). Aminotransferase dalam penyakit. Klinik dalam kedokteran laboratorium, 9 (4), 667-687.
25. Xu, D., Lagu, D., Pedersen, LC, & Liu, J. (2007). Studi mutasional heparan sulfat 2-O-sulfotransferase dan chondroitin sulfate 2-O-sulfotransferase. Jurnal Kimia Biologi, 282 (11), 8356-8367