- 它们参与的生物过程
- 特征
- 命名法
- 子类
- EC.5.1外消旋体和差向异构酶
- EC.5.2
- EC.5.3分子内异构酶
- EC.5.4分子内转移酶(突变)
- EC.5.5分子内裂解酶
- EC.5.6改变大分子构象的异构酶
- EC.5.99其他异构酶
- 参考文献
该异构酶是一类参与的结构或位置异构体和不同的分子的立体异构体的重排的酶。它们实际上存在于所有细胞生物中,在各种情况下都可以发挥功能。
尽管某些酶可能与辅因子,离子等共价结合,但这类酶在单一底物上起作用。因此,一般反应如下:
XY→YX
这些酶催化的反应涉及键的内部重排,这可以意味着官能团的位置,碳之间的双键位置等的变化,而不会改变底物的分子式。
异戊烯基焦磷酸异构酶催化异戊烯基焦磷酸异构化为二甲基烯丙基焦磷酸的作用机理(来源:Yjlu22,来自Wikimedia Commons)
异构酶在多种生物学过程中均具有多种功能,其中可能包括代谢途径,细胞分裂,DNA复制等。
异构酶是糖浆和其他含糖食品生产中第一种工业上使用的酶,这是由于它们能够互变不同类型碳水化合物的异构体的能力。
它们参与的生物过程
异构酶参与多个重要的细胞过程。其中最突出的是由拓扑异构酶催化的DNA复制和包装。这些事件对于核酸复制及其在细胞分裂之前的浓缩至关重要。
糖酵解是细胞中的主要代谢途径之一,包括至少三种异构酶,即:磷酸葡萄糖异构酶,磷酸三糖磷酸异构酶和磷酸甘油酸突变酶。
在半乳糖分解代谢途径中,UDP-半乳糖向UDP-葡萄糖的转化是通过差向异构酶的作用完成的。在人类中,这种酶被称为UDP-葡萄糖4-表异构酶。
蛋白质折叠是自然界中许多酶功能的重要过程。蛋白质-二硫键异构酶通过修饰蛋白质在其用作底物的分子中的位置,有助于折叠含有二硫键的蛋白质。
特征
可以将属于异构酶类别的酶的主要功能视为通过小的结构变化来转化底物,以使其易于被代谢途径下游的酶进一步加工,例如。
异构化的一个例子是从3-磷酸甘油酸酯的3位磷酸基团转变为2位碳原子,将其转化为2-磷酸甘油酸酯,该酶在糖酵解途径中被磷酸甘油酸酯变位酶催化,从而生成更高能量的化合物。它是烯醇酶的功能底物。
命名法
异构酶的分类遵循酶委员会在1961年提出的酶分类的一般规则,其中每种酶都有一个用于分类的数字代码。
数字在所述代码中的位置指示分类中的每个划分或类别,并且这些数字之前带有字母“ EC”。
对于异构酶,第一个数字代表酶的类别,第二个数字代表它们进行的异构化的类型,第三个数字代表它们作用的底物。
异构酶的命名为EC.5。它具有七个子类,因此将找到编码为EC.5.1至EC.5.6的酶。异构酶有第六种“亚类”,称为“其他异构酶”,其代码为EC.5.99,因为它包括具有各种异构酶功能的酶。
主要根据这些酶进行异构化的类型来进行亚类的表示。尽管如此,它们还可以得到诸如外消旋体,差向异构酶,顺反异构酶,异构酶,互变异构酶,突变酶或环异构酶的名称。
子类
异构酶家族中有7种酶:
EC.5.1外消旋体和差向异构酶
它们基于α-碳的位置催化外消旋混合物的形成。它们可以作用于氨基酸和衍生物(EC.5.1.1),羟基酸基团和衍生物(EC.5.1.2),碳水化合物和衍生物(EC.5.1.3)以及其他物质(EC.5.1.99)。
EC.5.2
它们催化不同分子的顺式和反式异构体形式之间的转化。
EC.5.3分子内异构酶
这些酶负责同一分子内部的异构化。有一些进行氧化还原反应的电子供体和受体是同一分子,因此不归类为氧化还原酶。
它们可以通过将醛糖和酮糖(EC.5.3.1)转化为酮基和烯醇基团(EC.5.3.2),改变CC双键(EC.5.3.3),SS二硫键( EC.5.3.4)和其他“氧化还原酶”(EC.5.3.99)。
EC.5.4分子内转移酶(突变)
这些酶催化同一分子内各个基团的位置变化。根据他们“移动”的组的类型对它们进行分类。
有磷酸突变酶(EC.5.4.1),可转移氨基的酶(EC.5.4.2),可转移羟基的酶(EC.5.4.3)和可转移其他类型基团的酶(EC.5.4)。 99)。
EC.5.5分子内裂解酶
它们催化作为分子一部分但仍与之共价结合的基团的“消除”。
EC.5.6改变大分子构象的异构酶
它们可以通过改变多肽(EC.5.6.1)或核酸(EC.5.6.2)的构象来发挥作用。
EC.5.99其他异构酶
该子类汇集了诸如硫氰酸酯异构酶和2-羟色-2-羧酸酯异构酶的酶。
参考文献
- 亚当斯,大肠杆菌(1972)。氨基酸消旋体和差向异构酶。酶,6,479-507。
- Boyce,S.,&College,T.(2005)。酶的分类和命名。生命科学百科全书,第1-11页。
- 蔡长征,韩汉来,季祖麟和陈玉珠(2004)。支持向量机对酶家族的分类。蛋白质:结构,功能和生物信息学,55,66–76。
- Dugave,C.,&Demange,L.(2003年)。顺式-有机分子和生物分子的反式异构化:意义和应用。化学评论,103,2475-2532。
- 不列颠百科全书。(2018)。从britannica.com检索2019年3月3日
- Freedman,RB,Hirst,TR和Tuite,MF(1994)。蛋白质二硫键异构酶:在蛋白质折叠中架起桥梁。TIBS,19,331-336。
- Murzin,A。(1996)。蛋白质的结构分类:新的超家族Alexey G Murzin。蛋白质的结构分类:新超家族,6,386–394。
- 尼尔森(DL)和考克斯(MM)(2009)。Lehninger生物化学原理。欧米茄版(第5版)。
- 国际生物化学与分子生物学联合会命名委员会(NC-IUBMB)。(2019)。取自qmul.ac.uk
- Thoden,JB,Frey,PA和Holden,HM(1996)。大肠杆菌UDP-半乳糖4-表异构酶的NADH / UDP-葡萄糖亲和复合物的分子结构:对催化机理的影响。生物化学,35,5137-5144。