CÁC CỤM TỪ CHUYỂN GIAO: QUY TRÌNH, CHỨC NĂNG, DANH PHÁP VÀ CÁC LỚP CON - SINH HỌC - 2026

Các transferase là các enzym chuyển các nhóm chức năng của một chất nền đóng vai trò là chất cho sang chất khác đóng vai trò là chất nhận. Hầu hết các quá trình trao đổi chất cần thiết cho sự sống đều có sự tham gia của enzym transferase.

Tiến sĩ RK Morton đã ghi nhận quan sát đầu tiên về các phản ứng được xúc tác bởi các enzym này vào năm 1953, người đã quan sát thấy sự chuyển nhóm photphat từ phosphatase kiềm sang β-galactosidase hoạt động như một thụ thể cho nhóm photphat.

Glycine N-methyltransferase (Nguồn: Jawahar Swaminathan và nhân viên MSD tại Viện Tin sinh học Châu Âu qua Wikimedia Commons)

Danh pháp của enzym transferase thường được tạo ra tùy theo bản chất của phân tử chấp nhận nhóm chức trong phản ứng, ví dụ: DNA-methyltransferase, Glutathione-transferase, 1,4-α-glucan 6-α-glucosyltransferase, trong số khác.

Transferase là các enzym có tầm quan trọng trong công nghệ sinh học, đặc biệt là trong ngành thực phẩm và dược phẩm. Các gen của chúng có thể được sửa đổi để thực hiện các hoạt động cụ thể trong sinh vật, do đó đóng góp trực tiếp vào sức khỏe người tiêu dùng, ngoài lợi ích dinh dưỡng.

Thuốc prebiotic cho hệ vi sinh vật đường ruột rất giàu transferase, vì chúng tham gia vào quá trình hình thành carbohydrate có lợi cho sự tăng trưởng và phát triển của vi sinh vật có lợi trong ruột.

Sự thiếu hụt, hư hỏng cấu trúc và sự gián đoạn trong các quá trình được xúc tác bởi transferase gây ra sự tích tụ các sản phẩm trong tế bào, đó là lý do tại sao nhiều bệnh và bệnh lý khác nhau có liên quan đến các enzym như vậy.

Sự trục trặc của các transferase gây ra các bệnh như galactosemia, Alzheimer, bệnh Huntington, và những bệnh khác.

Các quá trình sinh học mà chúng tham gia

Trong số rất nhiều các quá trình trao đổi chất mà transferase tham gia là quá trình sinh tổng hợp glycoside và chuyển hóa đường nói chung.

Enzyme glucotransferase chịu trách nhiệm liên hợp các kháng nguyên A và B trên bề mặt hồng cầu. Những thay đổi trong liên kết kháng nguyên này là do sự đa hình của các axit amin Pro234Ser có cấu trúc ban đầu của B-transferase.

Glutathione-S-transferase trong gan tham gia vào quá trình giải độc của tế bào gan, giúp bảo vệ chúng khỏi các loại oxy phản ứng (ROS), các gốc tự do và hydro peroxit tích tụ trong tế bào chất và được Chất độc có nồng độ cao.

Glutathione-S-Transferase (Nguồn: Jawahar Swaminathan và nhân viên MSD tại Viện Tin sinh học Châu Âu qua Wikimedia Commons)

Aspartate carbamoyl transferase xúc tác sinh tổng hợp pyrimidine trong quá trình chuyển hóa nucleotide, thành phần cơ bản của axit nucleic và các phân tử năng lượng cao được sử dụng trong nhiều quá trình tế bào (chẳng hạn như ATP và GTP).

Các transferase tham gia trực tiếp vào việc điều hòa nhiều quá trình sinh học bằng cách làm im lặng theo cơ chế biểu sinh các chuỗi DNA mã hóa thông tin cần thiết cho quá trình tổng hợp các yếu tố tế bào.

Histone acetyltransferase acetylate bảo tồn dư lượng lysine trên histone bằng cách chuyển nhóm acetyl từ phân tử acetyl-CoA. Sự acetyl hóa này kích thích sự hoạt hóa của quá trình phiên mã liên quan đến việc tháo xoắn hoặc thư giãn của euchromatin.

Phosphotransferase xúc tác việc chuyển các nhóm phosphate trong tất cả các bối cảnh trao đổi chất tế bào. Nó có một vai trò quan trọng trong quá trình phosphoryl hóa carbohydrate.

Aminotransferase xúc tác quá trình chuyển thuận nghịch các nhóm amin từ axit amin thành oxacit, một trong nhiều quá trình biến đổi axit amin qua trung gian của các enzym phụ thuộc vitamin B6.

Đặc trưng

Các transferase xúc tác sự chuyển động của các nhóm hóa học bằng cách thực hiện phản ứng dưới đây. Trong phương trình sau, chữ cái "X" đại diện cho phân tử cho của nhóm chức "Y" và "Z" đóng vai trò là chất nhận.

XY + Z = X + YZ

Đây là những enzym có độ âm điện mạnh và yếu tố nucleophin trong thành phần của chúng; Các yếu tố này chịu trách nhiệm về khả năng chuyển giao của enzym.

Các nhóm được huy động bởi các transferase nói chung là gốc aldehyde và xeton, acyl, glucosyl, alkyl, các nhóm giàu nitơ và nitơ, phốt pho, nhóm chứa lưu huỳnh, trong số những nhóm khác.

Danh pháp

Việc phân loại các transferase tuân theo các quy tắc chung của việc phân loại các enzym do Ủy ban Enzyme đề xuất vào năm 1961. Theo ủy ban, mỗi enzym nhận được một mã số để phân loại.

Vị trí của các số trong mã chỉ ra từng bộ phận hoặc danh mục trong phân loại và những số này được đặt trước các chữ cái “EC”.

Trong phân loại các transferase, số đầu tiên đại diện cho lớp enzyme, số thứ hai tượng trưng cho loại nhóm mà chúng chuyển giao, và số thứ ba đề cập đến cơ chất mà chúng hoạt động.

Danh pháp của nhóm chuyển giao là EC.2 . Nó có mười lớp con, do đó có các enzym có mã từ EC.2.1 đến EC.2.10 . Mỗi ký hiệu của phân lớp được thực hiện chủ yếu theo loại nhóm chuyển enzyme.

Các lớp con

Mười loại enzym trong họ transferase là:

EC.2.1 Các nhóm chuyển của nguyên tử cacbon

Chúng chuyển các nhóm bao gồm một carbon. Methyltransferase, ví dụ, chuyển một nhóm metyl (CH3) đến các gốc nitơ của DNA. Các enzym của nhóm này trực tiếp điều chỉnh quá trình dịch mã của gen.

EC.2.2 Chuyển nhóm aldehyde hoặc xeton

Chúng huy động các nhóm aldehyde và các nhóm xeton có saccharid làm nhóm thụ thể. Carbamyltransferase đại diện cho một cơ chế điều hòa và tổng hợp pyrimidine.

EC.2.3 Acyltransferase

Các enzym này chuyển nhóm acyl thành các dẫn xuất của axit amin. Peptidyltransferase thực hiện sự hình thành thiết yếu của liên kết peptit giữa các axit amin liền kề trong quá trình dịch mã.

EC.2.4 Glycosyltransferase

Chúng xúc tác sự hình thành các liên kết glycosidic bằng cách sử dụng các nhóm đường photphat làm nhóm cho. Tất cả các sinh vật sống đều có trình tự DNA cho glycosyltransferase, vì chúng tham gia vào quá trình tổng hợp glycolipid và glycoprotein.

EC.2.5 Chuyển nhóm alkyl hoặc aryl ngoài nhóm metyl

Ví dụ, chúng huy động các nhóm alkyl hoặc aryl (không phải CH3) như nhóm dimethyl. Trong số đó có glutathione transferase, đã được đề cập trước đó.

EC.2.6 Chuyển nhóm nitơ

Các enzyme của lớp này chuyển nhóm nitơ như -NH2 và -NH. Các enzym này bao gồm aminotransferase và transaminase.

EC.2.7 Chuyển nhóm có chứa nhóm phốt phát

Chúng xúc tác cho quá trình phosphoryl hóa chất nền. Nói chung, cơ chất của các quá trình phosphoryl hóa này là đường và các enzym khác. Phosphotransferase vận chuyển đường vào tế bào, đồng thời phosphoryl hóa chúng.

EC.2.8 Chuyển nhóm có chứa lưu huỳnh

Chúng được đặc trưng bởi xúc tác chuyển các nhóm có chứa lưu huỳnh trong cấu trúc của chúng. Coenzyme Một transferase thuộc phân lớp này.

EC.2.9 Chuyển nhóm chứa selen

Chúng thường được gọi là seleniotransferase. Chúng huy động các nhóm L-seril để chuyển RNA.

EC.2.10 Nhóm chuyển có chứa molypden hoặc vonfram

Các transferase của nhóm này huy động các nhóm chứa molypden hoặc vonfram thành các phân tử có nhóm sulfide làm chất nhận.

Người giới thiệu

1. Alfaro, JA, Zheng, RB, Persson, M., Letts, JA, Polakowski, R., Bai, Y.,… & Evans, SV (2008). Các glycosyltransferase của nhóm máu ABO (H) nhận ra chất nền thông qua những thay đổi cấu trúc cụ thể. Tạp chí Hóa học Sinh học, 283 (15), 10097-10108.
2. Aranda Moratalla, J. (2015). Nghiên cứu tính toán về DNA-Methyltransferase. Phân tích cơ chế biểu sinh của quá trình methyl hóa DNA (Luận án Tiến sĩ, Đại học Valencia-Tây Ban Nha).
3. Armstrong, RN (1997). Cấu trúc, cơ chế xúc tác và sự phát triển của glutathione transferase. Nghiên cứu hóa học trong độc chất học, 10 (1), 2-18.
4. Aznar Cano, E. (2014). Nghiên cứu phage của »Helicobacter pylori» bằng phương pháp phân tích kiểu hình và kiểu gen (Luận án Tiến sĩ, Đại học Complutense de Madrid)
5. Boyce, S., & Tipton, KF (2001). Phân loại và danh pháp enzyme. eLS.
6. Bresnick, E., & Mossé, H. (1966). Aspartate carbamoyltransferase từ gan chuột. Tạp chí Hóa sinh, 101 (1), 63.
7. Gagnon, SM, Legg, MS, Polakowski, R., Letts, JA, Persson, M., Lin, S.,… & Borisova, SN (2018). Dư lượng được bảo tồn Arg188 và Asp302 rất quan trọng đối với tổ chức vị trí hoạt động và xúc tác trong các glycosyltransferase nhóm máu A và B của người ABO (H). Glycobiology, 28 (8), 624-636
8. Grimes, WJ (1970). Axit sialic chuyển hóa và nồng độ axit sialic trong các tế bào bình thường và đã biến đổi. Hóa sinh, 9 (26), 5083-5092.
9. Grimes, WJ (1970). Axit sialic chuyển hóa và nồng độ axit sialic trong các tế bào bình thường và đã biến đổi. Hóa sinh, 9 (26), 5083-5092.
10. Hayes, JD, Flanagan, JU, & Jowsey, IR (2005). Glutathione chuyển giao. Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. , 45, 51-88.
11. Hersh, LB & Jencks, WP (1967). Coenzyme A Transferase động học và phản ứng trao đổi. Tạp chí Hóa học Sinh học, 242 (15), 3468-3480
12. Jencks, WP (1973). 11 Coenzyme A Chuyển hóa. Trong Các enzym (Tập 9, trang 483-496). Báo chí Học thuật.
13. Lairson, LL, Henrissat, B., Davies, GJ, & Withers, SG (2008). Glycosyltransferase: cấu trúc, chức năng và cơ chế. Đánh giá hàng năm về hóa sinh, 77
14. Lairson, LL, Henrissat, B., Davies, GJ, & Withers, SG (2008). Glycosyltransferase: cấu trúc, chức năng và cơ chế. Đánh giá hàng năm về hóa sinh, 77.
15. Lambalot, RH, Gehring, AM, Flugel, RS, Zuber, P., LaCelle, M., Marahiel, MA, … & Walsh, CT (1996). Một siêu họ enzym mới là chuyển hóa phosphopantetheinyl. Hóa học & sinh học, 3 (11), 923-936
16. Mallard, C., Tolcos, M., Leditschke, J., Campbell, P., & Rees, S. (1999). Giảm hoạt tính miễn dịch choline acetyltransferase nhưng không giảm hoạt tính miễn dịch thụ thể muscarinic-m2 trong thân não của trẻ sơ sinh SIDS. Tạp chí bệnh học thần kinh và thần kinh học thực nghiệm, 58 (3), 255-264
17. Mannervik, B. (1985). Các isoenzyme của glutathione transferase. Những tiến bộ trong enzym học và các lĩnh vực liên quan của sinh học phân tử, 57, 357-417
18. MEHTA, PK, HALE, TI, & CHRISTEN, P. (1993). Aminotransferase: chứng minh sự tương đồng và phân chia thành các phân nhóm tiến hóa. Tạp chí Hóa sinh Châu Âu, 214 (2), 549-561
19. Monro, RE, Staehelin, T., Celma, ML, & Vazquez, D. (1969, tháng 1). Hoạt động peptidyl transferase của ribosome. In Cold Spring Harbour hội thảo chuyên đề về sinh học định lượng (Tập 34, trang 357-368). Phòng thí nghiệm Cold Spring Harbor Press.
20. Montes, CP (2014). Các loại enzim trong thực phẩm? Hóa sinh của thực phẩm ăn được. Tạp chí Đại học UNAM, 15, 12.
21. Morton, RK (năm 1953). Hoạt động transferase của các enzym thủy phân. Thiên nhiên, 172 (4367), 65.
22. Negishi, M., Pedersen, LG, Petrotchenko, E., Shevtsov, S., Gorokhov, A., Kakuta, Y., & Pedersen, LC (2001). Cấu trúc và chức năng của sulfotransferase. Lưu trữ hóa sinh và lý sinh, 390 (2), 149-157
23. Ủy ban Danh pháp của Liên minh Quốc tế Hóa sinh và Sinh học phân tử (NC-IUBMB). (2019). Lấy từ qmul.ac.uk
24. Rej, R. (1989). Aminotransferase trong bệnh. Phòng khám xét nghiệm y học, 9 (4), 667-687.
25. Xu, D., Song, D., Pedersen, LC, & Liu, J. (2007). Nghiên cứu đột biến của heparan sulfate 2-O-sulfotransferase và chondroitin sulfate 2-O-sulfotransferase. Tạp chí Hóa học Sinh học, 282 (11), 8356-8367