Processos de Transferases, funções, nomenclatura e subclasses

As transferases são enzimas responsáveis ​​pela transferência de grupos funcionais de um substrato que atua como doador para outro que atua como receptor. A maioria dos processos metabólicos essenciais para a vida envolve enzimas transferase.

A primeira observação das reações catalisadas por essas enzimas foi documentada em 1953 pelo Dr. R. K. Morton, que observou a transferência de um grupo fosfato de uma fosfatase alcalina para uma β-galactosidase que agia como um receptor para o grupo fosfato..

La nomenclatura de las enzimas transferasas generalmente se realiza de acuerdo a la naturaleza de la molécula que acepta el grupo funcional en la reacción, por ejemplo: ADN-metiltransferasa, Glutatión-transferasa, 1,4-α-glucano 6-α-glucosiltransferasa, entre outras.

Transferases são enzimas com importância biotecnológica, principalmente na indústria de alimentos e medicamentos. Seus genes podem ser modificados para realizar atividades específicas nos organismos, contribuindo diretamente para a saúde do consumidor, além do benefício nutricional..

Os prebióticos para a flora intestinal são ricos em transferases, uma vez que estas participam da formação de carboidratos que favorecem o crescimento e desenvolvimento de microrganismos benéficos no intestino..

Deficiências, danos estruturais e interrupções nos processos catalisados ​​pelas transferases causam o acúmulo de produtos dentro da célula, razão pela qual muitas doenças e patologias diferentes estão associadas a tais enzimas..

O mau funcionamento das transferases causa doenças como galactosemia, Alzheimer, doença de Huntington, entre outras..

Índice do artigo

• 1 Processos biológicos dos quais participam
• 2 funções
• 3 Nomenclatura
• 4 subclasses
  • 4.1 EC.2.1 Grupos de transferência de um átomo de carbono
  • 4.2 EC.2.2 Transferência de grupos aldeído ou cetona
  • 4.3 EC.2.3 Aciltransferases
  • 4.4 EC.2.4 Glicosiltransferases
  • 4.5 EC.2.5 Transferir grupos alquil ou aril, além dos grupos metil
  • 4.6 EC.2.6 Transferir grupos de nitrogênio
  • 4.7 EC.2.7 Grupos de transferência contendo grupos fosfato
  • 4.8 EC.2.8 Grupos de transferência contendo enxofre
  • 4.9 EC.2.9 Grupos de transferência contendo selênio
  • 4.10 EC.2.10 Grupos de transferência contendo molibdênio ou tungstênio
• 5 referências

Processos biológicos dos quais participam

Entre o grande número de processos metabólicos dos quais participam as transferases estão a biossíntese de glicosídeos e o metabolismo de açúcares em geral..

Uma enzima glucotransferase é responsável pela conjugação dos antígenos A e B na superfície das hemácias. Essas variações na ligação ao antígeno se originam de um polimorfismo dos aminoácidos Pro234Ser da estrutura original das B-transferases..

A glutationa-S-transferase no fígado participa da desintoxicação das células hepáticas, ajudando a protegê-las de espécies reativas de oxigênio (ROS), radicais livres e peróxidos de hidrogênio que se acumulam no citoplasma celular e são altamente tóxicos.

Aspartato carbamoil transferase catalisa a biossíntese de pirimidinas no metabolismo de nucleotídeos, componentes fundamentais de ácidos nucléicos e moléculas de alta energia usadas em múltiplos processos celulares (como ATP e GTP, por exemplo).

As transferases participam diretamente na regulação de muitos processos biológicos silenciando por mecanismos epigenéticos as sequências de DNA que codificam as informações necessárias para a síntese de elementos celulares..

O acetilato das acetiltransferases de histona conservou os resíduos de lisina nas histonas por meio da transferência de um grupo acetil de uma molécula de acetil-CoA. Essa acetilação estimula a ativação da transcrição associada ao desenvolvimento ou relaxamento da eucromatina..

As fosfotransferases catalisam a transferência de grupos fosfato em provavelmente todos os contextos metabólicos celulares. Tem um papel importante na fosforilação de carboidratos.

As aminotransferases catalisam a transferência reversível de grupos amino de aminoácidos para oxácidos, uma das muitas transformações de aminoácidos mediadas por enzimas dependentes da vitamina B6..

Características

As transferases catalisam o movimento de grupos químicos realizando a reação mostrada abaixo. Na equação a seguir, a letra "X" representa a molécula doadora do grupo funcional "Y" e "Z" atua como o aceitador.

X-Y + Z = X + Y-Z

Estas são enzimas com fortes elementos eletronegativos e nucleofílicos em sua composição; esses elementos são responsáveis ​​pela capacidade de transferência da enzima.

Os grupos mobilizados pelas transferases são geralmente resíduos de aldeído e cetona, grupos acil, glucosil, alquil, nitrogenados e ricos em nitrogênio, fósforo, grupos contendo enxofre, entre outros..

Nomenclatura

A classificação das transferases segue as regras gerais para a classificação de enzimas propostas pela Enzyme Commission (Comissão de Enzimas) em 1961. De acordo com o comitê, cada enzima recebe um código numérico para sua classificação.

A posição dos números no código indica cada uma das divisões ou categorias na classificação e esses números são precedidos pelas letras "CE".

Na classificação das transferases, o primeiro número representa a classe das enzimas, o segundo número simboliza o tipo de grupo que elas transferem e o terceiro número refere-se ao substrato sobre o qual atuam..

A nomenclatura da classe de transferases é EC.2. Tem dez subclasses, então as enzimas são encontradas com o código de EC.2.1 até o EC.2.10.  Cada denotação da subclasse é feita principalmente de acordo com o tipo de grupo que transfere a enzima.

Subclasses

As dez classes de enzimas dentro da família da transferase são:

EC.2.1 Grupos de transferência de um átomo de carbono

Eles transferem grupos que incluem um único carbono. A metiltransferase, por exemplo, transfere um grupo metil (CH3) para as bases nitrogenadas do DNA. As enzimas deste grupo regulam diretamente a tradução dos genes.

EC.2.2 Transferência de grupos aldeídicos ou cetônicos

Eles mobilizam grupos aldeído e grupos cetona tendo sacarídeos como grupos receptores. A carbamiltransferase representa um mecanismo de regulação e síntese de pirimidinas.

EC.2.3 Aciltransferases

Essas enzimas transferem grupos acila para derivados de aminoácidos. A peptidiltransferase realiza a formação essencial de ligações peptídicas entre os aminoácidos adjacentes durante o processo de tradução.

EC.2.4 Glicosiltransferases

Eles catalisam a formação de ligações glicosídicas usando grupos de açúcar fosfato como grupos doadores. Todos os seres vivos apresentam sequências de DNA para glicosiltransferases, pois participam da síntese de glicolipídios e glicoproteínas..

EC.2.5 Transferir grupos alquil ou aril, além de grupos metil

Eles mobilizam grupos alquil ou aril (diferentes de CH3) como grupos dimetil, por exemplo. Entre eles está a glutationa transferase, que foi mencionada anteriormente..

EC.2.6 Transferir grupos de nitrogênio

As enzimas desta classe transferem grupos de nitrogênio como -NH2 e -NH. Essas enzimas incluem aminotransferases e transaminases..

EC.2.7 Grupos de transferência contendo grupos fosfato

Eles catalisam a fosforilação de substratos. Geralmente, os substratos dessas fosforilações são açúcares e outras enzimas. As fosfotransferases transportam açúcares para a célula, simultaneamente fosforilando-os.

EC.2.8 Grupos de transferência contendo enxofre

Eles se caracterizam por catalisar a transferência de grupos que contêm enxofre em sua estrutura. Coenzima A transferase pertence a esta subclasse.

EC.2.9 Grupos de transferência contendo selênio

Eles são comumente conhecidos como seleniotransferases. Estes mobilizam grupos L-seril para transferir RNAs.

EC.2.10 Grupos de transferência contendo molibdênio ou tungstênio

As transferases desse grupo mobilizam grupos contendo molibdênio ou tungstênio para moléculas que possuem grupos sulfeto como aceptores..

Referências

1. Alfaro, J. A., Zheng, R. B., Persson, M., Letts, J. A., Polakowski, R., Bai, Y.,… & Evans, S. V. (2008). As glicosiltransferases A e B do grupo sanguíneo ABO (H) reconhecem o substrato por meio de alterações conformacionais específicas. Journal of Biological Chemistry, 283 (15), 10097-10108.
2. Aranda Moratalla, J. (2015). Estudo computacional de DNA-Metiltransferases. Análise do mecanismo epigenético de metilação do DNA (Tese-Doutorado, Universidade de Valência-Espanha).
3. Armstrong, R. N. (1997). Estrutura, mecanismo catalítico e evolução das glutationa transferases. Pesquisa química em toxicologia, 10 (1), 2-18.
4. Aznar Cano, E. (2014). Estudo de fago de ”Helicobacter pylori” por métodos fenotípicos e genotípicos (Tese de Doutorado, Universidade Complutense de Madrid)
5. Boyce, S., & Tipton, K. F. (2001). Classificação e nomenclatura de enzimas. eLS.
6. Bresnick, E., & Mossé, H. (1966). Aspartato carbamoiltransferase de fígado de rato. Biochemical Journal, 101(1), 63.
7. Gagnon, S. M., Legg, M. S., Polakowski, R., Letts, J. A., Persson, M., Lin, S.,… & Borisova, S. N. (2018). Os resíduos conservados Arg188 e Asp302 são críticos para a organização do sítio ativo e a catálise em glicosiltransferases A e B humanas ABO (H). Glicobiologia, 28 (8), 624-636
8. Grimes, W. J. (1970). Transferases de ácido siálico e níveis de ácido siálico em células normais e transformadas. Bioquímica, 9 (26), 5083-5092.
9. Grimes, W. J. (1970). Transferases de ácido siálico e níveis de ácido siálico em células normais e transformadas. Bioquímica, 9(26), 5083-5092.
10. Hayes, J. D., Flanagan, J. U., & Jowsey, I. R. (2005). Glutationa transferases. Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol., Quatro cinco, 51-88.
11. Hersh, L. B., & Jencks, W. P. (1967). Cinética da Coenzima A Transferase e reações de troca. Journal of Biological Chemistry, 242 (15), 3468-3480
12. Jencks, W. P. (1973). 11 Transferases de Coenzima A. Em The enzmes (Vol. 9, pp. 483-496). Academic Press.
13. Lairson, L. L., Henrissat, B., Davies, G. J., & Withers, S. G. (2008). Glicosiltransferases: estruturas, funções e mecanismos. Revisão anual da bioquímica, 77
14. Lairson, L. L., Henrissat, B., Davies, G. J., & Withers, S. G. (2008). Glicosiltransferases: estruturas, funções e mecanismos. Revisão anual da bioquímica, 77.
15. Lambalot, R. H., Gehring, A. M., Flugel, R. S., Zuber, P., LaCelle, M., Marahiel, M. A., ... & Walsh, C. T. (1996). Uma nova superfamília de enzimas, as fosfopantetoinil transferases. Química e Biologia, 3(11), 923-936
16. Mallard, C., Tolcos, M., Leditschke, J., Campbell, P., & Rees, S. (1999). Redução da imunorreatividade da colina acetiltransferase, mas não da imunorreatividade do receptor muscarínico m2 no tronco cerebral de bebês com SMSL. Journal of neuropathology and experimental neurology, 58 (3), 255-264
17. Mannervik, B. (1985). As isoenzimas da glutationa transferase. Avanços em enzimologia e áreas relacionadas da biologia molecular, 57, 357-417
18. MEHTA, P. K., HALE, T. I., & CHRISTEN, P. (1993). Aminotransferases: demonstração de homologia e divisão em subgrupos evolutivos. European Journal of Biochemistry, 214(2), 549-561
19. Monro, R. E., Staehelin, T., Celma, M. L., & Vazquez, D. (janeiro de 1969). A atividade da peptidiltransferase dos ribossomos. Dentro Simpósios Cold Spring Harbor sobre biologia quantitativa (Vol. 34, pp. 357-368). Cold Spring Harbor Laboratory Press.
20. Montes, C. P. (2014). Enzimas nos alimentos? Bioquímica do comestível. Revista UNAM University, quinze, 12.
21. Morton, R. K. (1953). Atividade de transferase de enzimas hidrolíticas. Natureza, 172(4367), 65.
22. Negishi, M., Pedersen, L. G., Petrotchenko, E., Shevtsov, S., Gorokhov, A., Kakuta, Y., & Pedersen, L. C. (2001). Estrutura e função das sulfotransferases. Arquivos de bioquímica e biofísica, 390(2), 149-157
23. Comitê de Nomenclatura da União Internacional de Bioquímica e Biologia Molecular (NC-IUBMB). (2019). Obtido em qmul.ac.uk
24. Rej, R. (1989). Aminotransferases na doença. Clínicas em medicina laboratorial, 9(4), 667-687.
25. Xu, D., Song, D., Pedersen, L. C., & Liu, J. (2007). Estudo mutacional de heparan sulfato 2-O-sulfotransferase e condroitina sulfato 2-O-sulfotransferase. Journal of Biological Chemistry, 282(11), 8356-8367