Il isomerasi Sono una classe di enzimi coinvolti nel riarrangiamento strutturale o posizionale di isomeri e stereoisomeri di diverse molecole. Sono presenti praticamente in tutti gli organismi cellulari che svolgono funzioni in vari contesti.
Gli enzimi di questa classe agiscono su un singolo substrato, sebbene alcuni possano essere associati in modo covalente a cofattori, ioni, tra gli altri. La reazione generale, quindi, può essere vista come segue:
X-Y → Y-X
Le reazioni catalizzate da questi enzimi comportano un riarrangiamento interno dei legami, che può significare cambiamenti nella posizione dei gruppi funzionali, nella posizione dei doppi legami tra i carboni, tra gli altri, senza cambiamenti nella formula molecolare del substrato..
Le isomerasi svolgono varie funzioni in un'ampia varietà di processi biologici, comprese le vie metaboliche, la divisione cellulare, la replicazione del DNA, solo per citarne alcuni..
Le isomerasi sono stati i primi enzimi utilizzati industrialmente per la produzione di sciroppi e altri alimenti zuccherini, grazie alla loro capacità di interconvertire gli isomeri di diversi tipi di carboidrati.
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Le isomerasi partecipano a molteplici processi cellulari vitali. Tra i più importanti vi sono la replicazione e il confezionamento del DNA, catalizzati dalle topoisomerasi. Questi eventi sono cruciali per la replicazione dell'acido nucleico, nonché per la sua condensazione prima della divisione cellulare..
La glicolisi, una delle vie metaboliche centrali nella cellula, comprende almeno tre enzimi isomerici, vale a dire: fosfoglucosio isomerasi, trioso fosfato isomerasi e fosfoglicerato mutasi..
La conversione dell'UDP-galattosio in UDP-glucosio nella via del catabolismo del galattosio è realizzata dall'azione di un'epimerasi. Nell'uomo questo enzima è noto come UDP-glucosio 4-epimerasi..
Il ripiegamento delle proteine è un processo essenziale per la funzione di molti enzimi in natura. L'enzima proteina-disolfuro isomerasi aiuta nel ripiegamento delle proteine che contengono ponti disolfuro modificando la loro posizione nelle molecole che utilizza come substrati..
La funzione principale degli enzimi appartenenti alla classe delle isomerasi può essere vista come quella di trasformare un substrato attraverso un piccolo cambiamento strutturale, al fine di renderlo suscettibile di ulteriore elaborazione da parte degli enzimi a valle di una via metabolica, ad esempio.
Un esempio di isomerizzazione è il passaggio dal gruppo fosfato in posizione 3 al carbonio in posizione 2 del 3-fosfoglicerato per convertirlo in 2-fosfoglicerato, catalizzato dall'enzima fosfoglicerato mutasi nella via glicolitica, generando così un composto a più alta energia cos'è un substrato funzionale di enolasi.
La classificazione delle isomerasi segue le regole generali per la classificazione degli enzimi proposte dalla Enzyme Commission (Commissione enzimatica) nel 1961, in cui ogni enzima riceve un codice numerico per la sua classificazione.
La posizione dei numeri in detto codice indica ciascuna delle divisioni o categorie nella classificazione e questi numeri sono preceduti dalle lettere "EC".
Per le isomerasi, il primo numero rappresenta la classe enzimatica, il secondo il tipo di isomerizzazione che eseguono e il terzo il substrato su cui agiscono..
La nomenclatura della classe delle isomerasi è EC.5. Ha sette sottoclassi, quindi verranno trovati gli enzimi con il codice da EC.5.1 a EC.5.6. Esiste una sesta "sottoclasse" di isomerasi note come "altre isomerasi", il cui codice è EC.5.99, poiché include enzimi con varie funzioni di isomerasi..
La denotazione delle sottoclassi è fatta principalmente in base al tipo di isomerizzazione che questi enzimi svolgono. Nonostante ciò, possono anche ricevere nomi come racemasi, epimerasi, cis-trans-isomerasi, isomerasi, tautomerasi, mutasi o cicloisomerasi.
Esistono 7 classi di enzimi all'interno della famiglia delle isomerasi:
Catalizzano la formazione di miscele racemiche in base alla posizione dell'α-carbonio. Possono agire su amminoacidi e derivati (EC.5.1.1), su gruppi e derivati idrossiacidi (EC.5.1.2), su carboidrati e derivati (EC.5.1.3) e altri (EC.5.1.99).
Catalizza la conversione tra forme isomeriche cis Y trans di diverse molecole.
Questi enzimi sono responsabili dell'isomerizzazione di porzioni interne nella stessa molecola. Ce ne sono alcuni che eseguono reazioni redox, in cui il donatore e l'accettore di elettroni è la stessa molecola, quindi non sono classificati come ossidoriduttasi.
Possono agire convertendo aldosi e chetosi (EC.5.3.1), su gruppi cheto ed enol (EC.5.3.2), cambiando la posizione dei doppi legami CC (EC.5.3.3), dei legami disolfuro SS (EC.5.3.4) e altre "ossidoreduttasi" (EC.5.3.99).
Questi enzimi catalizzano i cambiamenti di posizione di vari gruppi all'interno della stessa molecola. Sono classificati in base al tipo di gruppo che "spostano".
Ci sono le fosfomutasi (EC.5.4.1), quelle che trasferiscono gruppi amminici (EC.5.4.2), quelle che trasferiscono gruppi idrossilici (EC.5.4.3) e quelle che trasferiscono altri tipi di gruppi (EC.5.4 . 99).
Catalizzano l '"eliminazione" di un gruppo che fa parte di una molecola, ma è ancora legato covalentemente ad essa.
Possono agire alterando la conformazione dei polipeptidi (EC.5.6.1) o degli acidi nucleici (EC.5.6.2).
Questa sottoclasse riunisce enzimi come la tiocianato isomerasi e la 2-idrossitocromo-2-carbossilato isomerasi..
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