Transferases: processos, funções, nomenclatura e subclasses - Ciência - 2023

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Transferases: processos, funções, nomenclatura e subclasses - Ciência
Transferases: processos, funções, nomenclatura e subclasses - Ciência

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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.

A nomenclatura das enzimas transferase é geralmente realizada de acordo com a natureza da molécula que aceita o grupo funcional na reação, por exemplo: DNA-metiltransferase, Glutationa-transferase, 1,4-α-glucano 6-α-glucosiltransferase, entre outras.


Transferases são enzimas com importância biotecnológica, principalmente na indústria de alimentos e medicamentos. Seus genes podem ser modificados para desempenhar 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 o desenvolvimento de microrganismos benéficos no intestino.

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

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

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 são causadas por 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 tóxico.

Aspartato carbamoil transferase catalisa a biossíntese de pirimidinas no metabolismo de nucleotídeos, componentes fundamentais de ácidos nucléicos e moléculas de alta energia utilizadas 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.

As acetiltransferases de histona conservam resíduos de lisina nas histonas por meio da transferência de um grupo acetila de uma molécula de acetil-CoA. Esta acetilação estimula a ativação da transcrição associada ao desenrolamento 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 aceptora.

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. Segundo o comitê, cada enzima recebe um código numérico para classificação.

A posição dos números no código indica cada uma das divisões ou categorias da classificação e esses números são precedidos das 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. Ele 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 desse grupo regulam diretamente a tradução dos genes.

EC.2.2 Transferência de grupos aldeído ou cetona

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 possuem sequências de DNA para glicosiltransferases, uma vez que participam da síntese de glicolipídios e glicoproteínas.

EC.2.5 Transferir grupos alquil ou aril além dos 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, fosforilando-os simultaneamente.

EC.2.8 Grupos de transferência contendo enxofre

Eles se caracterizam por catalisar a transferência de grupos que contêm enxofre em sua estrutura. A transferase da coenzima A 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. Chemical research in toxicology, 10 (1), 2-18.
  4. Aznar Cano, E. (2014). Estudo fágico 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 nas 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. Biochemistry, 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., 45, 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 de bioquímica, 77
  14. Lairson, L. L., Henrissat, B., Davies, G. J., & Withers, S. G. (2008). Glicosiltransferases: estruturas, funções e mecanismos. Revisão anual de 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 na imunorreatividade da colina acetiltransferase, mas não 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. (1969, janeiro). A atividade da peptidiltransferase dos ribossomos. No 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, 15, 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 da heparan sulfato 2-O-sulfotransferase e condroitina sulfato 2-O-sulfotransferase. Journal of Biological Chemistry, 282(11), 8356-8367