Izomeraza

Izomeraze su opća klasa enzima, koki pretvaraju mulekulu jednog izomera u drugi. Izomeraze mogu olakšati unutrašnja preuređivanja, u kojima se kidaju formirane veze ili mogu katalizirati konformacijske promjene. Opći oblik takve reakcije je kako slijedi:

A–B → B–A.

Za njih postoji samo jedan supstrat koji daje jedan proizvod. Ovaj proizvod ima isti molekulsku formulu kao podloga, ali se razlikuje u podešavanju veza ili prostornom aranžmanu. Izomeraze kataliziraju mnogih važnih bioloških procesa, kao što su glikoliza i metabolizam ugljikohidrata.Kornberg A. (1989): For the love of enzymes – The Odyssay of a biochemist. Harvard University Press, Cambridge (Mass.), London,, .Hunter G. K. (2000): Vital Forces. The discovery of the molecular basis of life. Academic Press, London 2000, .Nelson D. L., Cox M. M. (2013): Lehninger Principles of Biochemistry. W. H. Freeman and Co., .Bajrović K., Čaušević-Jevrić A., Hadžiselimović R., Eds (2005): Uvod u genetičko inženjerstvo i biotehnologiju. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB), Sarajevo, .Kapur Pojskić L., Ed. (2014): Uvod u genetičko inženjerstvo i biotehnologiju, 2. izdanje. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB), Sarajevo, . Izomerizacija

Izomeraze kataliziraju promjene unutar jedne moleKule. One pretvaraju jedan izomer u drugi, što znači da krajnji proizvod ima istu molekulsku formulu ali različitu fizičku strukturu. Izomeri postoje u mnogim varijantama, ali se generalno mogu svrstati kao strukturni izomeri ili stereoizomeri. Strukturni izomeri imaju drugačiji način vezivanja i / ili različitiu povezljivost jednih veza sa drugim, kao što je slučaj u heksan ima, sa četiri izomerna oblika (2-metilpentan, 3-metilpentan , 2,2-dimetilbutan, i 2,3-dimetilbutan).

Stereoizomeri imaju isti raspored pojedinih veza i ista povezivanja, ali se ralikuju po trodimenzionalnom rasporedu vezanih atoma. Primjerice, 2-buten postoji u dva izomerna oblika: cis-2-buten i trans-2-buten. Pod-kategorije izomeraze sadrže racemaze, epimerize, a cis-trans izomeri su primjeri enzima koji kataliziraju interkonverziju stereoizomera. Unutarmolekulska lijaza, oksidoreduktaza i transferaza kataliziraju unutrašnju konverziju strukturnih izomera.McNaught A. D. (1997): Compendium of chemical terminology, 2nd Ed. Blackwell Scientific Publications, Oxford, : http://goldbook.iupac.org.

Klasifikacija Svaki enzim koji katalizira neku reakciju ima jedinstven klasifikacijski broj. Reakcije koje su katalizirane izimerazama imaju sopstveniu EC kategoriju (Enzyme Commission number): EC 5. Izomeraze se dalje dijele u šest sub-klasa: EC 5.1 - kataliziraju racemizaciju i epimerizaciju; EC 5.2 - kataliziraju geometrijsku izomeraciju (cis-trans); EC 5.3 - intermolekularne oksidoreduktaze; EC 5.4 - intermolekularne transferaze; EC 5.5 - intermolekularne liaze; EC 5.99 - ostale izomeraze.

Racemaze i epimeraze Kategorija (EC 5.1) uključuje racemaze i epimeraze. Ove izomeraze invertiraju stehiometrijsku metu u hiralnom ugljiku. Za stereohemijsku inverziju racemaze djeluju na molekula s jednim hiralnim ugljikom, a ciljna molekula epimeraza je s više hiralnih ugljika i djeluje na jedan od njih. Molekula sa samo jednim hiralnim ugljikom ima dva enantiomerna oblika, kao što serinski imaju izoforme D-serin i L-serin, koji se razlikuju samo u apsolutnoj konfiguraciji hiralnog ugljika. Neka molekula s više hiralnih ugljika ima dva oblika u svakom od hiralnih ugljika. Izomerizacije na jednom hiralnom ugljiku od nekoliko prinosa epimere, koje se razlikuju jedna od druge u apsolutnom konfiguraciji na samo jedan kiralnih ugljik. Naprimjer, D-glukoza i D- manoza se razlikuju u konfiguraciji na samo jednom hiralnom ugljiku. Ova klasa se dalje dijeli na grupe enzima koji djeluju prema slijedećem pregledu.

EC BrojSupstance na koje djeluju Primjeri EC 5.1.1 Aminokiseline i njihovi derivati Alanin racemaza, Metionin racemaza EC 5.1.2 Laktat racemaza, Tartrat epimeraza EC 5.1.3 Ugljikohidrati i njihovi derivati Ribulza-fosfat 3-epimeraza, UDP-glukoza 4-epimeraza EC 5.1.99 Ostala jedinjenja Metilmalonil CoA epimeraza, Hidancijska racemaza

Cis-trans izomeraze Ova kategorija (EC 5.2) uključuje enzime koji kataliziraju izomerizaciju cis-trans izomera. Alkeni i cikloalkani mogu imati cis-trans stereoizomere. Njih ne izdvaja apsolutna konfiguracija već i položaj srodne supstitucijske grupe u odnosu ravan reference, preko dvostruke veze ili u odnosu na strukturu prstena. Cis izomeri imaju supstituent na istoj strani, a trans izomeri imaju grupe na suprotnim stranama.

Ova kategorija se dalje ne dijeli na niže subkategorije. Ova kategorija uključuje: thumb|350px|Konverzija koja je posredovana peptidilprolil izomerazom EC Broj Primjeri EC 5.2.1.1 Maleat izomeraza EC 5.2.1.2 Maleilacetoacetat izomeraza EC 5.2.1.4 Maleilpiruvat izomeraza EC 5.2.1.5 Linoleat izomeraza EC 5.2.1.6 Furilfuramid izomeraza EC 5.2.1.8 Peptidilprolil izomeraza A EC 5.2.1.9 Farnezol 2-izomeraza EC 5.2.1.10 2-hloro-4-carboksimetilenbut-2-en-1,4-olid izomeraza EC 5.2.1.12 Zeta-karoten izomeraza EC 5.2.1.13 Prolikopen izomeraza EC 5.2.1.14 Beta-karoten izomeraza

Unutarmolekulske oksidoreduktaze Ova kategorija (EC 5.3) uključuje intramolekulske oksidoreduktaze. Ove izomeraze kataliziraju prijenos elektrona iz jednog dijela molekule na drugi. Drugim riječima, oni katalizirati oksidaciju j ednog dijela molekule i istovremenu redukciju drugog dijela.NC-IUBMB; Edwin C. (1992): Enzyme nomenclature 1992 : recommendations of the Nomenclature Committee of the International Union of Biochemistry and Molecular Biology on the nomenclature and classification of enzymes, 6th Ed. Published for the International Union of Biochemistry and Molecular Biology by Academic Press, San Diego, . Pod-kategorije ove klase su: thumbnail|400px|Reakcija koju katalizira catalyzed fosforibozilantranilat izomeraza EC Broj Supstanca na koju djeluje Primjeri EC 5.3.1 Interkonvertirajuće aldoze i ketoze Trioza-fosfat izomeraza, Riboza-5-fosfat izomeraza EC 5.3.2 Interkonvertirajuće keto- i enol-grupe Fenilpiruvat tautomeraza, Oksaloacetat tautomeraza EC 5.3.3 Premještanje C=C dvostrukih veza Steroid delta-izomeraza, L-dopahrom izomeraza EC 5.3.4 Premještanje S-S veza Protein disulfid-izomeraza EC 5.3.99 Ostale unutarmolekulske oksidoreduktaze Prostaglandin-D sintaza, Alen-oksid ciklaza

Unutarmolekulske transferaze Ova kategorija (EC 5.4) uključuje intramolekulske transferaze (mutaze). Kataliziraju transfer funkcijskih grupa iz jednog dijela molekule drugi. Fosfotransferaze (EC 5.4.2) su do 1983. bile kategorizirane kao transferaze (EC 2.7.5) sa regeneracijom donora.Nomenclature Committee of the International Union of Biochemistry and Molecular Biology (NC-IUBMB) (2010): The enzyme list Class 5 – Isomerases: http://www.enzyme-database.org/downloads/ec5.pdf. Ova sub-klasa se može podijeliti prema funkcijskoj grupi enzimskog transfera:

thumbnail|450px|Reakcija koju katalizira fosfoenolpiruvat mutaza EC Broj Supstanca na koju djeluje Primjeri EC 5.4.1 Transfer acil grupa Lizolecitin acilmutaza, Prekorin-8X metilmutaza EC 5.4.2 Fosfotransferaze (Fosfomutaze) Fosfoglukomutaza, Fosfopentomutaza EC 5.4.3 Transfer amino grupa Beta-lizin 5,6-aminomutaza, Tirozin 2,3-aminomutaza EC 5.4.4 Transfer hidroksigroupe (hidroksiamino)benzen mutaza, Izohorizmat sintaza EC 5.4.99 Transfer ostalih grupa Metilaspartat mutaza, Horizmat mutaza

Unutarmolekulske lijaze Ova kategorija (EC 5.5) uključuje intramolekulske lijaze. Ovi enzimi kataliziraju "reakcije u kojoj grupa koja se može smatrati eliminiranom iz jednog dijela molekule, ostavljajući dvostruku vezu, dok je preostala kovalentna pridodata molekuli“. Neke od tih katalitskih reakcija uključuju razgradnju strukture prstena. Ova kategorija se ne dijeli na niže razine, a uključuje: thumbnail|500px|Reakcija koju katalizira ent-kopalil difosfat sintaza EC Broj Primjeri EC 5.5.1.1 Mukonat cikloizomeraza EC 5.5.1.2 3-karboksi-cis,cis-mukonat cikloizomeraza EC 5.5.1.3 Tetrahidroksipteridin cikloizomeraza EC 5.5.1.4 Inozitol-3-fosfat sintaza EC 5.5.1.5 Karboksi-cis,cis-mukonat ciklaza EC 5.5.1.6 Halkon izomeraza EC 5.5.1.7 Hloromukonat cikloizomeraza EC 5.5.1.8 (+)-bornil difosfat sintaza EC 5.5.1.9 Cikloeukalenol cikloisomeraza EC 5.5.1.10 Alfa-pinen-oksid deciklaza EC 5.5.1.11 Dihloromukonat cikloizomeraza EC 5.5.1.12 Kopalil difosfat sintaza EC 5.5.1.13 Ent-kopalil difosfat sintaza EC 5.5.1.14 Sin-kopalil-difosfat sintaza EC 5.5.1.15 Terpentedienil-difosfat sintaza EC 5.5.1.16 Halimadienil-difosfat sintaza EC 5.5.1.17 (S)-beta-makrokarpen sintaza EC 5.5.1.18 Likopen epsilon-ciklaza EC 5.5.1.19 Likopen beta-ciklaza EC 5.5.1.20 Prozolanapirone-III cikloizomeraza EC 5.5.1.n1 D-riboza piranaza

EC Broj Reakcija i/ili grupa na koju djeluje Primjeri EC 5.3.1 Interkonvertirajuće aldoze i ketoze Trioza-fosfat izomeraza, Riboza-5-fosfat izomeraza EC 5.3.2 Interkonvertirajuće keto- i enol-grupe Fenilpiruvat tautomeraza, Oksaloacetat tautomeraza EC 5.3.3 Premještanje C=C dvostrukih veza Steroid delta-izomeraza, L-dopahrom izomeraza EC 5.3.4 Premještanje S-S veza Protein disulfid-izomeraza EC 5.3.99 Ostale unutarmolekulske oksidoreduktaze Prostaglandin-D sintaza, Alen-oksid ciklaza

thumbnail|320px|Reakcija koju katalizira fosfoenolpiruvat mutaza

EC Broj Reakcija na koju djeluje Primjeri EC 5.4.1 Transfer acil grupa Lizolecitin acilmutaza, Prekorin-8X metilmutaza EC 5.4.2 Fosfotransferaze (Fosfomutaze) Fosfoglukomutaza, Fosfopentomutaza EC 5.4.3 Transfer amino grupa Beta-lizin 5,6-aminomutaza, Tirozin 2,3-aminomutaza EC 5.4.4 Transfer hidroksigroupe (hidroksiamino)benzen mutaza, Izohorizmat sintaza EC 5.4.99Transfer ostalih grupaMetilaspartat mutaza, Horizmat mutaza

Unutarmolekulske lijaze Ova kategorija (EC 5.5) uključuje intramolekulske lijaze. Ovi enzimi kataliziraju "reakcije u kojoj grupa koja se može smatrati eliminiranom iz jednog dijela molekule, ostavljajući dvostruku vezu, dok je preostala kovalentna pridodata molekuli“. Neke od tih katalitskih reakcija uključuju razgradnju strukture prstena. Ova kategorija se ne dijeli na niže razine, a uključuje: thumbnail|500px|Reakcija koju katalizira ent-kopalil difosfat sintaza EC broj Primjeri EC 5.5.1.1 Mukonat cikloizomeraza EC 5.5.1.2 3-karboksi-cis,cis-mukonat cikloizomeraza EC 5.5.1.3 Tetrahidroksipteridin cikloizomeraza EC 5.5.1.4 Inozitol-3-fosfat sintaza EC 5.5.1.5 Karboksi-cis,cis-mukonat ciklaza EC 5.5.1.6 Halkon izomeraza EC 5.5.1.7 Hloromukonat cikloizomeraza EC 5.5.1.8 (+)-bornil difosfat sintaza EC 5.5.1.9 Cikloeukalenol cikloisomeraza EC 5.5.1.10 Alfa-pinen-oksid deciklaza EC 5.5.1.11 Dihloromukonat cikloizomeraza EC 5.5.1.12 Kopalil difosfat sintaza EC 5.5.1.13 Ent-kopalil difosfat sintaza EC 5.5.1.14 Sin-kopalil-difosfat sintaza EC 5.5.1.15 Terpentedienil-difosfat sintaza EC 5.5.1.16 Halimadienil-difosfat sintaza EC 5.5.1.17 (S)-beta-makrokarpen sintaza EC 5.5.1.18 Likopen epsilon-ciklaza EC 5.5.1.19 Likopen beta-ciklaza EC 5.5.1.20 Prozolanapirone-III cikloizomeraza EC 5.5.1.n1 D-riboza piranaza

Ligaze thumb|00px|DNK-ligaza katalizira reparaciju DNK.

Izomeraza

Źródło i licencja