Biología

Transferasas: procesos, funciones, nomenclatura y subclases

Las transferasas son enzimas encargadas de transferir grupos funcionales de un sustrato que actúa como donador a otro que actúa como receptor. La mayoría de los procesos metabólicos esenciales para la vida involucran enzimas transferasas.

La primera observación de las reacciones catalizadas por estas enzimas fue documentada en 1953 por el Dr. R. K. Morton, quien observó la transferencia de un grupo fosfato desde una fosfatasa alcalina hacia una β-galactosidasa que actuaba como receptora del grupo fosfato.

La nomenclatura de las enzimas transferasas generalmente se realiza de acuerdo a la naturaleza de la molécula que acepta el grupo funcional en la reacción, por ejemplo: ADN-metiltransferasa, Glutatión-transferasa, 1,4-α-glucano 6-α-glucosiltransferasa, entre otras.

Las transferasas son enzimas con importancia biotecnológica, especialmente en la industria de alimentos y fármacos. Sus genes pueden ser modificados para que cumplan actividades específicas en los organismos, contribuyendo así de manera directa a la salud del consumidor, más allá del beneficio nutricional.

Los fármacos prebióticos para la flora intestinal son ricos en transferasas, ya que estas participan en la formación de carbohidratos que favorecen el crecimiento y desarrollo de microorganismos benéficos en el intestino.

Las deficiencias, daños estructurales e interrupciones en los procesos catalizados por las transferasas causan la acumulación de productos en el interior celular, por lo que muchas enfermedades y patologías diferentes se asocian con tales enzimas.

El mal funcionamiento de las transferasas causa enfermedades como la galactosemia, el Alzheimer, la enfermedad de Huntington, entre otras.

Índice del artículo

Procesos biológicos en los que participan

Entre el gran número de procesos metabólicos en los que participan las transferasas se encuentran la biosíntesis de glucósidos y el metabolismo de los azúcares en general.

Una enzima glucotransferasa es la encargada de la conjugación de los antígenos A y B en la superficie de los glóbulos rojos. Estas variaciones en la unión de antígenos se originan por un polimorfismo de los aminoácidos Pro234Ser de la estructura original de las B-transferasas.

Las Glutatión-S-transferasa en el hígado participa en la desintoxicación de las células hepáticas, ayudando a protegerlas de las especies reactivas del oxígeno (ROS), de los radicales libres y de los peróxidos de hidrógeno que se acumulan en el citoplasma celular y son altamente tóxicos.

La aspartato carbamoil transferasa cataliza la biosíntesis de pirimidinas en el metabolismo de los nucleótidos, componentes fundamentales de los ácidos nucleicos y moléculas de alta energía empleadas en múltiples procesos celulares (como el ATP y el GTP, por ejemplo).

Las transferasas participan de manera directa en la regulación de muchos procesos biológicos al silenciar por mecanismos epigenéticos las secuencias de ADN que codifican la información necesaria para la síntesis de los elementos celulares.

Las histonas acetiltransferasas acetilan residuos conservados de lisina en las histonas mediante la transferencia de un grupo acetilo desde una molécula de acetil-CoA. Esta acetilación estimula la activación de la transcripción asociada con el desenvolvimiento o relajación de la eucromatina.

Las fosfotransferasas catalizan la transferencia de grupos fosfato en probablemente todos los contextos metabólicos celulares. Tiene un papel importante en la fosforilación de carbohidratos.

Las aminotransferasas catalizan el traslado reversible de los grupos amino desde los aminoácidos hasta los oxácidos, una de las numerosas transformaciones de los aminoácidos mediada por las enzimas dependientes de vitamina B6.

Funciones

Las transferasas catalizan el movimiento de grupos químicos cumpliendo con la reacción que se muestra enseguida. En la siguiente ecuación la letra “X” representa la molécula donadora del grupo funcional “Y” y “Z” actúa como el aceptor.

X-Y + Z = X + Y-Z

Estas son enzimas con elementos electronegativos y nucleófilos fuertes en su composición; estos elementos son los responsables de la capacidad de transferencia de la enzima.

Los grupos movilizados por las transferasas generalmente son residuos aldehídicos y cetónicos, acil, glucosil, alquilo, grupos nitrogenados y ricos en nitrógeno, fósforo, grupos que contienen azufre, entre otros.

Nomenclatura

La clasificación de las transferasas sigue las reglas generales de la clasificación de las enzimas propuestas por la Comisión de Enzimas (Enzyme Comission) en 1961. Según el comité, cada enzima recibe un código numérico para su clasificación.

La posición de los números en el código indica cada una de las divisiones o categorías en la clasificación y estos números están precedidos por las letras “EC”.

En la clasificación de las transferasas el primer número representa la clase enzimática, el segundo número simboliza el tipo de grupo que transfieren y el tercer número se refiere al sustrato sobre el que actúan.

La nomenclatura de la clase de las transferasas es EC.2. Posee diez subclases, por lo que se encuentran enzimas con el código desde EC.2.1 hasta el EC.2.10.  Cada denotación de la subclase se realiza principalmente de acuerdo con el tipo grupo que transfiere la enzima.

Subclases

Las diez clases de enzimas dentro de la familia de las transferasas son:

EC.2.1 Transfieren grupos de un átomo de carbono

Transfieren grupos que incluyen un único carbono. La metiltransferasa, por ejemplo, transfiere un grupo metilo (CH3) a las bases nitrogenadas del ADN. Las enzimas de este grupo regulan de manera directa la traducción de genes.

EC.2.2 Transfieren grupos aldehídicos o cetónicos

Movilizan grupos aldehído y grupos cetona teniendo sacáridos como grupos receptores. La carbamiltransferasa representa un mecanismo de regulación y síntesis de las pirimidinas.

EC.2.3 Aciltransferasas

Estas enzimas transfieren grupos acilo a derivados de los aminoácidos. La peptidiltransferasa realiza la formación esencial de los enlaces peptídicos entre los aminoácidos adyacentes durante el proceso de traducción.

EC.2.4 Glicosiltransferasas

Catalizan la formación de enlaces glicosídicos utilizando grupos azúcares fosfatados como grupos donadores. Todos los seres vivos presentan secuencias de ADN para las glucosiltransferasas, ya que estas participan en la síntesis de glicolípidos y glicoproteínas.

EC.2.5 Transfieren grupos alquilo o arilo, aparte de los grupos metilo

Movilizan grupos alquilo o arilo (diferentes a CH3) como grupos dimetilos, por ejemplo. Entre ellas se encuentra la glutatión transferasa, que se mencionó anteriormente.

EC.2.6 Transfieren grupos nitrogenados

Las enzimas de esta clase transfieren grupos con nitrógeno como –NH2 y -NH. Entre estas enzimas se encuentran las aminotransferasas y transaminasas.

EC.2.7 Transfieren grupos que contienen grupos fosfato

Catalizan la fosforilación de los sustratos. Generalmente los sustratos de estas fosforilaciones son azúcares y otras enzimas. Las fosfotransferasas transportan azúcares al interior celular fosforilándolos simultáneamente.

EC.2.8 Transfieren grupos que contienen azufre

Se caracterizan por catalizar la transferencia de grupos que contienen sulfuro en su estructura.  La coenzima A transferasa pertenece a esta sub-clase.

EC.2.9 Transfieren grupos que contienen selenio

Son conocidas comúnmente como seleniotransferasas. Estas movilizan grupos L-seril hasta los ARN de transferencia.

EC.2.10 Transfieren grupos que contienen o molibdeno o tungsteno

Las transferasas de este grupo movilizan grupos que contienen molibdeno o tungsteno a moléculas que poseen grupos sulfuros como aceptores.

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