Enzim ligase kelas E.C. 6 mencakup sintase dan sintetase. Mereka berpartisipasi dalam reaksi sintetis dan mengkatalisis penggabungan dua molekul sambil secara bersamaan memutus tautan difosfat dalam ATP atau trifosfat lain yang sebanding.

Berbeda dengan sintetase, yang menggunakan ATP sebagai sumber energi selama sintesis senyawa biologis, sintase adalah ligase yang mengkatalisis sintesis senyawa biologis tanpa menggunakan ATP sebagai sumber energi.

Dalam artikel ini, Anda akan mengetahui dengan pasti perbedaan antara Synthase dan Synthetase.

Apa itu Synthase?

Sintase adalah enzim yang mengkatalisis proses sintesis dalam biokimia. Perlu diingat bahwa nomenklatur biologi pada awalnya membedakan antara sintetase dan sintase.

Sesuai dengan definisi aslinya, sintetase memanfaatkan nukleosida trifosfat (seperti ATP, GTP, CTP, TTP, dan UTP) sebagai sumber energi, sedangkan sintase tidak.

Namun demikian, menurut Joint Commission on Biochemical Nomenclature (JCBN), "sintase" dapat digunakan untuk merujuk pada enzim apa pun yang mengkatalisis sintesis (terlepas dari apakah enzim tersebut menggunakan nukleosida trifosfat), tetapi "sintetase" hanya boleh digunakan untuk merujuk pada "ligase".

Berikut ini adalah daftar contoh berbagai jenis sintase:

• Sintase ATP
• Sintase sitrat
• Sintase triptofan
• Sintase pseudouridin
• Sintase asam lemak
• Sintase selulosa (pembentuk UDP)
• Sintase selulosa (pembentuk PDB)

Sintase ATP

Adenosin difosfat (ADP) dan fosfat anorganik digunakan untuk membuat molekul penyimpanan energi adenosin trifosfat (ATP) oleh protein yang disebut ATP sintase (Pi).

Dikategorikan sebagai ligase karena memodifikasi ADP dengan membentuk tautan P-O (ikatan fosfodiester). Perangkat molekuler yang disebut ATP sintase.

Dari segi energi, produksi ATP dari ADP dan Pi tidak diinginkan, dan prosesnya biasanya akan berjalan sebaliknya.

Gradien konsentrasi proton (H+) melintasi membran mitokondria bagian dalam pada eukariota atau membran plasma pada bakteri mendorong reaksi ini maju dengan menggabungkan sintesis ATP selama respirasi seluler ke gradien.

Pada tanaman, ATP sintase menggunakan gradien proton yang terbentuk dalam lumen tilakoid melintasi membran tilakoid dan masuk ke dalam stroma kloroplas untuk menghasilkan ATP selama fotosintesis.

Untuk ATPase, sintase ATP eukariotik adalah F-ATPase yang berfungsi "secara terbalik." Jenis ini terutama dibahas dalam artikel ini. Subunit FO dan F1 dari F-ATPase memiliki mekanisme motorik rotasi yang memungkinkan sintesis ATP.

Ada berbagai jenis Synthase

Sintase Sitrat

Hampir semua sel hidup mengandung enzim sitrat sintase, yang berfungsi sebagai alat pacu jantung pada langkah pertama dari siklus asam sitrat dan ditetapkan sebagai E.C. 2.3.3.1 (sebelumnya 4.1.3.7) (atau siklus Krebs).

Sitrat sintase terletak di matriks mitokondria sel eukariotik, meskipun DNA nuklir, bukan DNA mitokondria, yang mengkodekannya.

Ini dibuat di dalam sitoplasma oleh ribosom sitoplasma dan kemudian dipindahkan ke dalam matriks mitokondria.

Penanda enzim kuantitatif yang khas untuk keberadaan mitokondria yang utuh adalah sitrat sintase. Aktivitas puncak sitrat sintase menunjukkan berapa banyak mitokondria yang ada dalam otot rangka.

Latihan interval intensitas tinggi memiliki potensi untuk meningkatkan aktivitas maksimum lebih dari latihan ketahanan atau latihan interval intensitas tinggi.

Asetil koenzim A memiliki residu asetat dua karbon dan molekul oksaloasetat empat karbon mengembun untuk menghasilkan sitrat enam karbon, yang dihasilkan oleh reaksi kondensasi yang dikatalisis oleh sintase sitrat.

Sintase Triptofan

Dua langkah terakhir dalam produksi triptofan dikatalisis oleh enzim triptofan sintase, yang juga dikenal sebagai triptofan sintetase.

Eubacteria, Archaebacteria, Protista, Fungi, dan Plantae adalah inang yang sering menjadi inang bagi bakteri ini, namun Animalia tidak memilikinya. Biasanya, bakteri ini muncul sebagai tetramer 2 2.

Subunit mengkatalisis konversi reversibel dari indol-3-gliserol fosfat menjadi indol dan gliseraldehida-3-fosfat (G3P) (IGP).

Dalam proses yang bergantung pada piridoksal fosfat (PLP), subunit mengkatalisis kondensasi indol dan serin yang tidak dapat diubah untuk menghasilkan triptofan.

Saluran hidrofobik internal yang memiliki panjang 25 angstrom dan terletak di dalam enzim menghubungkan setiap situs aktif ke situs aktif yang berdekatan.

Hal ini mendorong penyaluran substrat, suatu mekanisme di mana indol yang diproduksi di situs aktif berdifusi langsung ke situs aktif lainnya. Triptofan sintase mengandung situs aktif yang digabungkan secara alosterik.

Eubacteria, Archaebacteria, Protista, Jamur, dan Plantae sering ditemukan mengandung triptofan sintase, sedangkan manusia dan hewan lainnya tidak memilikinya.

Salah satu dari sembilan asam amino yang diperlukan manusia, triptofan adalah salah satu dari dua puluh asam amino standar, oleh karena itu triptofan sangat penting untuk diet manusia.

Juga diketahui bahwa triptofan sintetase dapat menggunakan analog indol, seperti indol terfluorinasi atau termetilasi, sebagai substrat untuk menghasilkan analog triptofan yang setara.

Pseudouridine

Huruf Yunani psi- digunakan untuk menyingkat pseudouridine, sebuah isomer dari nukleosida uridine di mana urasil bergabung dengan atom karbon melalui sambungan karbon-karbon daripada sambungan glikosidik nitrogen-karbon. (Urasil kadang-kadang disebut sebagai "pseudourasil" dalam pengaturan ini).

Perubahan RNA yang paling lazim dalam RNA seluler adalah pseudouridin. RNA dapat mengalami lebih dari 100 perubahan kimiawi yang unik selama transkripsi dan sintesis.

Selain empat nukleotida konvensional, nukleotida-nukleotida tersebut berpotensi memengaruhi ekspresi RNA pasca-transkripsi dan memiliki sejumlah fungsi di dalam sel, termasuk translasi, lokalisasi, dan stabilitas RNA.

Salah satunya adalah pseudouridine, isomer C5-glikosida dari uridin dengan ikatan C-C antara C1 gula ribosa dan C5 urasil sebagai pengganti ikatan C1-N1 yang biasa ada dalam uridin.

Ini memiliki mobilitas rotasi tambahan dan fleksibilitas konformasi karena ikatan C-C. Selain itu, posisi N1 pseudouridine memiliki donor ikatan hidrogen tambahan.

Pseudouridine, juga disebut 5-ribosyluracil, adalah komponen yang sudah dikenal namun misterius dari RNA struktural (transfer, ribosom, nuklir kecil (snRNA), dan nukleolar kecil), dan baru-baru ini ditemukan dalam pengkodean RNA juga.

Ini adalah yang pertama kali terdeteksi, paling umum, dan dapat ditemukan di ketiga domain evolusi kehidupan. Dalam tRNA ragi, pseudouridin membuat sekitar 4% nukleotida

Melalui pembentukan ikatan hidrogen tambahan dengan air, perubahan basa ini mampu menstabilkan RNA dan meningkatkan penumpukan basa.

Jumlah pseudouridin bertambah seiring dengan kompleksitas organisme. Ada 11 pseudouridin dalam rRNA Escherichia coli, 30 dalam rRNA sitoplasma ragi, satu perubahan pada rRNA mitokondria 21S, dan sekitar 100 dalam rRNA manusia.

Telah dibuktikan bahwa pseudouridine dalam rRNA dan tRNA menyempurnakan dan menstabilkan struktur regional dan membantu dalam pemeliharaan peran mereka dalam penguraian mRNA, perakitan ribosom, pemrosesan, dan terjemahan.

Telah dibuktikan bahwa pseudouridine dalam snRNA meningkatkan antarmuka antara pre-mRNA dan RNA spliceosomal untuk membantu mengatur penyambungan.

Sintase Asam Lemak

Gen FASN pada manusia mengkode enzim yang dikenal sebagai fatty acid synthase (FAS). Protein multi-enzim yang disebut fatty acid synthase mengkatalisis sintesis asam lemak.

Ini adalah seluruh sistem enzimatik, bukan hanya satu enzim, yang terdiri dari dua polipeptida multifungsi 272 kDa yang identik yang memindahkan substrat dari satu domain fungsional ke domain berikutnya.

Tugas utamanya adalah menggunakan NADPH untuk mengkatalisis pembuatan palmitat (C16: 0, asam lemak jenuh rantai panjang) dari asetil- dan malonil-CoA

Asetil-KoA dan malonil-KoA diubah menjadi asam lemak melalui serangkaian proses kondensasi Claisen dekarboksilasi.

Setelah setiap putaran pemanjangan, ketoreduktase (KR), dehidrase (DH), dan enoyl reduktase bekerja secara berurutan untuk mengurangi gugus beta keto menjadi rantai karbon yang benar-benar jenuh (ER).

Ketika rantai asam lemak telah tumbuh menjadi panjang 16 karbon, rantai tersebut dilepaskan oleh aksi thioesterase (TE), yang secara kovalen terhubung ke gugus prostetik fosfopantethein dari protein pembawa asil (ACP) (asam palmitat).

Sintase Selulosa (Pembentukan UDP)

Enzim utama yang bertanggung jawab untuk memproduksi selulosa adalah selulosa sintase (EC 2.4.1.12) dalam bentuk pembentuk UDP. Enzim ini secara umum disebut sebagai UDP-glukosa: (1 → 4) Enzim 4-D-glukosiltransferase Enzimologi untuk D-glukan.

PDB-glukosa digunakan oleh enzim terkait yang disebut sintase selulosa (pembentuk PDB) (EC 2.4.1.29). Baik bakteri maupun tanaman memiliki anggota keluarga enzim ini.

Anggota bakteri juga dapat dikenal sebagai BcsA (bakteri selulosa sintase) atau CelA, sedangkan anggota tanaman biasanya dikenal sebagai CesA (selulosa sintase) atau CslA spekulatif (mirip selulosa sintase) (hanya "selulosa").

CesA diakuisisi oleh tanaman sebagai hasil dari endosimbiosis yang memunculkan kloroplas. Keluarga 2 dari glukosiltransferase termasuk yang satu ini (GT2).

Mayoritas biomassa di Bumi diproduksi melalui biosintesis dan hidrolisis oleh enzim yang disebut glikosiltransferase.

Superfamili CesA tanaman diketahui terdiri dari tujuh subfamili, dan superfamili gabungan tanaman-alga terdiri dari 10 subfamili.

Satu-satunya kelompok hewan yang memiliki enzim ini adalah urokordata, yang memperolehnya melalui transfer gen horizontal lebih dari 530 juta tahun yang lalu.

Sintase Selulosa (Pembentuk PDB)

Enzim ini adalah anggota subfamili heksosiltransferase dari glikosiltransferase. Kelas enzim ini disebut dengan nama ilmiahnya, GDP-glukosa: 1,4-beta-D-glukan 4-beta-D-glukosiltransferase.

Nama lain yang sering digunakan adalah selulosa sintase (pembentuk guanosin difosfat), selulosa sintetase, dan guanosin difosfoglukosa-1,4-beta-glukan glukosiltransferase. Enzim ini terlibat dalam metabolisme sukrosa dan pati.

Apa itu Synthetase?

Istilah "sintetase," kadang-kadang dikenal sebagai "ligase," mengacu pada salah satu dari kelas yang terdiri dari sekitar 50 enzim yang mengkatalisis reaksi kimia hemat energi dan menjadi perantara antara peristiwa pemecahan yang menghabiskan energi dan proses sintetis yang produktif.

Dengan membelah ikatan fosfat yang energik, mereka menghasilkan energi yang diperlukan untuk mengkatalisis penggabungan dua molekul (dalam banyak kasus, dengan konversi simultan adenosin trifosfat [ATP] menjadi adenosin difosfat [ADP]).

Ligase yang dikenal sebagai asam amino-RNA ligase adalah ligase yang mengkatalisis penciptaan ikatan karbon-oksigen antara RNA transfer dan asam amino.

Ketika enzim tertentu, seperti sintetase amida, dan sintetase peptida, aktif, ikatan karbon-nitrogen (C-N) diproduksi.

Sintetase juga dikenal sebagai Ligase

Perbedaan Antara Sintetase dan Sintase

Sintetase adalah enzim yang dapat mengkatalisis penggabungan dua molekul besar dengan menciptakan ikatan kimia baru, biasanya dengan hidrolisis simultan dari gugus kimia liontin kecil pada salah satu molekul yang lebih besar, atau dapat mengkatalisis pengikatan dua senyawa, seperti penggabungan C-O, C-S, C-N, dll.

Ligase biasanya menyebabkan reaksi berikut terjadi:

• A-C + b = Ab + C
• A + D + B + C + D + E + F = Ab + cD

Di mana kelompok kecil yang bergantung diwakili oleh huruf kecil. Ligase dapat memperbaiki kerusakan untai tunggal yang terjadi pada DNA untai ganda selama replikasi serta menghubungkan dua fragmen asam nukleat yang saling melengkapi.

Di sisi lain, sintase adalah enzim yang mengkatalisis proses sintesis dalam biokimia. Mereka termasuk dalam kategori lisase menurut kategorisasi nomor EC.

Nomenklatur

Perlu diingat bahwa nomenklatur biologis pada awalnya membedakan antara sintetase dan sintase. Sesuai dengan definisi aslinya, sintetase menggunakan nukleosida trifosfat (seperti ATP, GTP, CTP, TTP, dan UTP) sebagai sumber energi, sedangkan sintase tidak.

Namun demikian, menurut Joint Commission on Biochemical Nomenclature (JCBN), "sintase" dapat digunakan untuk merujuk pada enzim apa pun yang mengkatalisis sintesis (terlepas dari apakah enzim tersebut menggunakan nukleosida trifosfat), tetapi "sintetase" hanya boleh digunakan untuk merujuk pada "ligase".

Perbedaan utama antara Synthase dan Synthetase adalah bahwa Synthase adalah keluarga enzim yang dapat menghasilkan ikatan antar molekul, sedangkan Synthase adalah enzim.

Tabel Perbandingan Synthase vs Synthetase

Tonton Video Ini Untuk Mengetahui Tentang sintase vs sintetase

Kesimpulan

• Sintetase tidak membutuhkan NTP untuk berfungsi karena mereka mengkatalisis proses sintetis yang membutuhkan hidrolisis nukleosida trifosfat (bukan hanya ATP).
• Komite Nomenklatur Persatuan Biokimia Internasional mengubah definisi sintase pada tahun 1980-an untuk mencakup semua enzim sintetis, baik yang menggunakan NTP atau tidak, dan sintetase menjadi identik dengan ligase.
• Ligase adalah enzim yang menggabungkan dua molekul yang lebih kecil dengan memanfaatkan energi dari hidrolisis NTP (biasanya melalui reaksi kondensasi).