isomerase adalah kelas enzim yang terlibat dalam penataan isomer struktural atau posisi dan stereoisomer dari molekul yang berbeda. Mereka hadir di hampir semua organisme seluler yang memenuhi fungsi dalam berbagai konteks.
Enzim dari kelas ini bekerja pada substrat tunggal, meskipun beberapa mungkin terkait secara kovalen dengan kofaktor, ion, dan lainnya. Oleh karena itu, reaksi umum dapat dilihat sebagai berikut:
XY → YX
Reaksi yang dikatalisis oleh enzim ini melibatkan penataan ulang internal ikatan, yang dapat berarti perubahan posisi gugus fungsi, posisi ikatan rangkap antara karbon, antara lain, tanpa perubahan rumus molekul substrat.
Mekanisme aksi Isopentenyl Pyrophosphate Isomerase mengkatalisis isomerisasi isopentenyl pyrophosphate menjadi dimethylallyl pyrophosphate (Sumber: Yjlu22 [Domain publik] melalui Wikimedia Commons)
Isomerase memenuhi beragam fungsi dalam berbagai macam proses biologis, termasuk jalur metabolisme, pembelahan sel, replikasi DNA , untuk beberapa nama.
Isomerase adalah enzim pertama yang digunakan secara industri untuk produksi sirup dan makanan manis lainnya, berkat kemampuannya untuk mengubah isomer dari berbagai jenis karbohidrat.
Indeks artikel
Proses biologis di mana mereka berpartisipasi
Isomerase berpartisipasi dalam beberapa proses seluler vital. Di antara yang paling menonjol adalah replikasi dan pengemasan DNA , yang dikatalisis oleh topoisomerase. Peristiwa ini sangat penting untuk replikasi asam nukleat, serta untuk kondensasi sebelum pembelahan sel.
glikolisis , salah satu jalur metabolisme sentral dalam sel, termasuk setidaknya isomerik tiga enzim, yaitu phosphoglucose isomerase, triose fosfat isomerase dan-mutase.
Konversi UDP-galaktosa menjadi UDP-glukosa dalam jalur katabolisme galaktosa dilakukan oleh aksi epimerase. Pada manusia enzim ini dikenal sebagai UDP-glukosa 4-epimerase.
Pelipatan protein adalah proses penting untuk fungsi banyak enzim di alam. Enzim protein-disulfida isomerase membantu pelipatan protein yang mengandung jembatan disulfida dengan memodifikasi posisinya dalam molekul yang digunakannya sebagai substrat.
Fitur
Fungsi utama enzim yang termasuk dalam kelas isomerase dapat dilihat sebagai transformasi substrat melalui perubahan struktural kecil, untuk membuatnya rentan untuk diproses lebih lanjut oleh enzim hilir dalam jalur metabolisme, misalnya.
Contoh isomerisasi adalah perubahan dari gugus fosfat pada posisi 3 menjadi karbon pada posisi 2 dari 3-fosfogliserat untuk mengubahnya menjadi 2-fosfogliserat, dikatalisis oleh enzim fosfogliserat mutase dalam jalur glikolitik, sehingga menghasilkan senyawa energi yang lebih tinggi yang merupakan substrat fungsional enolase.
Tata nama
Klasifikasi isomerase mengikuti aturan umum untuk klasifikasi enzim yang diusulkan oleh Komisi Enzim pada tahun 1961, di mana setiap enzim menerima kode numerik untuk klasifikasinya.
Posisi angka-angka dalam kode tersebut menunjukkan masing-masing divisi atau kategori dalam klasifikasi dan angka-angka ini didahului dengan huruf “EC”.
Untuk isomerase, angka pertama menunjukkan kelas enzim, yang kedua menunjukkan jenis isomerisasi yang mereka lakukan, dan yang ketiga adalah substrat tempat mereka bekerja.
Nomenklatur kelas isomerase adalah EC.5. Ia memiliki tujuh subkelas, sehingga enzim dengan kode dari EC.5.1 hingga EC.5.6 akan ditemukan. Ada “sub-kelas” keenam dari isomerase yang dikenal sebagai “isomerase lain”, yang kodenya EC.5.99, karena mencakup enzim dengan berbagai fungsi isomerase.
Denotasi subkelas dilakukan terutama sesuai dengan jenis isomerisasi yang dilakukan enzim ini. Meskipun demikian, mereka juga dapat menerima nama seperti racemase, epimerase, cis-trans- isomerase, isomerase, tautomerase, mutase atau cyclo isomerase.
Subkelas
Ada 7 kelas enzim dalam keluarga isomerase:
EC.5.1 Racemases dan epimerase
Mereka mengkatalisis pembentukan campuran rasemat berdasarkan posisi -karbon. Mereka dapat bekerja pada asam amino dan turunannya (EC.5.1.1), pada gugus asam hidroksi dan turunannya (EC.5.1.2), pada karbohidrat dan turunannya (EC.5.1.3) dan lainnya (EC.5.1.99) .
EC.5.2 Cis-trans- Isomerase
Mereka mengkatalisis konversi antara bentuk isomer cis dan trans dari molekul yang berbeda.
EC.5.3 Isomerase intramolekul
Enzim ini bertanggung jawab untuk isomerisasi bagian internal dalam molekul yang sama. Ada beberapa yang melakukan reaksi redoks, dimana donor dan akseptor elektron adalah molekul yang sama, sehingga tidak tergolong oksidoreduktase.
Mereka dapat bertindak dengan mengubah alsin dan ketosa (EC.5.3.1), pada kelompok keto- dan enol- (EC.5.3.2), mengubah posisi ikatan rangkap CC (EC.5.3.3), dari ikatan SS disulfida ( EC.5.3.4) dan “oksidoreduktase” lainnya (EC.5.3.99).
EC.5.4 Transferase intramolekul (mutasi)
Enzim-enzim ini mengkatalisis perubahan posisi berbagai kelompok dalam molekul yang sama. Mereka diklasifikasikan menurut jenis kelompok yang mereka “pindahkan”.
Ada Fosfomuttasis (EC.5.4.1), yang mentransfer gugus amino (EC.5.4.2), yang mentransfer gugus hidroksil (EC.5.4.3), dan yang mentransfer jenis gugus lain (EC.5.4 .99).
EC.5.5 Liase intramolekul
Mereka mengkatalisis “eliminasi” kelompok yang merupakan bagian dari molekul, tetapi masih terikat secara kovalen padanya.
EC.5.6 Isomerase yang mengubah konformasi makromolekul
Mereka dapat bertindak dengan mengubah konformasi polipeptida (EC.5.6.1) atau asam nukleat (EC.5.6.2).
EC.5.99 Isomerase lainnya
Subkelas ini menyatukan enzim seperti tiosianat isomerase dan 2-hidroksikrom-2-karboksilat isomerase.
Referensi
- Adams, E. (1972). Asam Amino Racemases dan Epimerase. Enzim , 6 , 479–507.
- Boyce, S., & Perguruan Tinggi, T. (2005). Klasifikasi dan Tata Nama Enzim. Ensiklopedia Ilmu Hayati , 1–11.
- Cai, CZ, Han, LY, Ji, ZL, & Chen, YZ (2004). Klasifikasi Keluarga Enzim oleh Support Vector Machines. Protein: Struktur, Fungsi dan Bioinformatika , 55 , 66-76.
- Dugave, C., & Demange, L. (2003). Cis – Trans Isomerisasi Molekul dan Biomolekul Organik: Implikasi dan Kegunaan. Ulasan Kimia , 103 , 2475-2532.
- Ensiklopedia Britannica. (2018). Diperoleh 3 Maret 2019, dari britannica.com
- Freedman, RB, Hirst, TR, & Tuite, MF (1994). Protein disulfida isomerase: membangun jembatan dalam pelipatan protein. TIBS , 19 , 331–336.
- Murzin, A. (1996). Klasifikasi struktural protein: superfamili baru Alexey G Murzin. Klasifikasi Struktural Protein: Keluarga Super Baru , 6 , 386–394.
- Nelson, DL, & Cox, MM (2009). Prinsip Biokimia Lehninger . Edisi Omega ( edisi ke-5).
- Komite Nomenklatur Persatuan Internasional Biokimia dan Biologi Molekuler (NC-IUBMB). (2019). Diperoleh dari qmul.ac.uk
- Thoden, JB, Frey, PA, & Holden, HM (1996). Struktur Molekul Kompleks Abortif NADH / UDP-glukosa UDP-galaktosa 4-Epimerase dari Escherichia coli: Implikasi untuk Mekanisme Katalitik. Biokimia , 35 , 5137-5144.
