E.C. 6 კლასის ლიგაზას ფერმენტები მოიცავს სინთეზებს და სინთეტაზებს. ისინი მონაწილეობენ სინთეზურ რეაქციებში და ახდენენ ორი მოლეკულის გაერთიანების კატალიზებას, ხოლო ერთდროულად არღვევენ დიფოსფატურ კავშირს ATP-ში ან სხვა შესადარებელ ტრიფოსფატში.

სინთეტაზებისგან განსხვავებით, რომლებიც იყენებენ ატფ-ს, როგორც ენერგიის წყაროს სინთეზის დროს. ბიოლოგიური ნაერთებიდან, სინთაზები არის ნებისმიერი ლიგაზა, რომელიც ახორციელებს ბიოლოგიური ნაერთების სინთეზს ატფ-ის, როგორც ენერგიის წყაროს გამოყენების გარეშე.

ამ სტატიაში თქვენ ზუსტად გაიგებთ განსხვავებას სინთაზასა და სინთეტაზას შორის.

რა არის სინთაზა?

სინთაზა არის ფერმენტი, რომელიც აკატალიზებს სინთეზის პროცესს ბიოქიმიაში. გაითვალისწინეთ, რომ ბიოლოგიური ნომენკლატურა თავდაპირველად განასხვავებდა სინთეტაზებსა და სინთეზებს.

თავდაპირველი განმარტების შესაბამისად, სინთეზები იყენებენ ნუკლეოზიდის ტრიფოსფატებს (როგორიცაა ATP, GTP, CTP, TTP და UTP) ენერგიის წყაროდ, ხოლო სინთაზები არა.

მიუხედავად ამისა, ბიოქიმიური ნომენკლატურის ერთობლივი კომისიის (JCBN) მიხედვით, „სინთაზა“ შეიძლება გამოყენებულ იქნას ნებისმიერი ფერმენტის მიმართ, რომელიც აკატალიზებს სინთეზს (მიუხედავად იმისა, იყენებს თუ არა მას ნუკლეოზიდის ტრიფოსფატებს), მაგრამ „სინთეტაზას“ " უნდა იქნას გამოყენებული მხოლოდ "ლიგაზას" მითითებისთვის.

აქ არის სინთაზას სხვადასხვა ტიპის მაგალითების სია:

• ATP სინთაზა
• ციტრატის სინთაზა
• ტრიპტოფანიშეიძლება გამოყენებულ იქნას ნებისმიერ ფერმენტზე, რომელიც ახდენს სინთეზს (მიუხედავად იმისა, იყენებს თუ არა მას ნუკლეოზიდის ტრიფოსფატებს), მაგრამ „სინთეტაზა“ უნდა იყოს გამოყენებული მხოლოდ „ლიგაზას“ მიმართ.

  პირველი განსხვავება სინთაზასა და სინთეზას შორის არის რომ სინთეტაზა არის ფერმენტების ოჯახი, რომელსაც შეუძლია შექმნას ბმები მოლეკულებს შორის, ხოლო სინთაზა არის ფერმენტი>სინთეტაზა აკატალიზებს სინთეზურ პროცესს ატფ-ის გარეშე საჭიროებს ATP გადის ვაზას ან ტრანსფერაზას კლასიფიკაციას მოდის ლიგაზას კლასიფიკაციაში მაგ. HMG-COA სინთაზა, ატფ სინთაზა მაგ. სუქცინი1-COA სინთეტაზა, გლუტამინი

  სინთეტაზა

  სინთაზასა და სინთეტაზას შედარების ცხრილი

  უყურეთ ამ ვიდეოს, რათა იცოდეთ სინთაზასა და სინთეტაზას შესახებ

  დასკვნა

  • სინთეტაზებს არ სჭირდებათ NTP-ები ფუნქციონირებისთვის, რადგან ისინი ახდენენ სინთეზური პროცესების კატალიზებას, რომლებიც საჭიროებენ ნუკლეოზიდის ტრიფოსფატების (არა უბრალოდ ATP) ჰიდროლიზს.
  • საერთაშორისო კავშირი ბიოქიმიის ნომენკლატურის კომიტეტმა შეცვალა სინთაზას განმარტება 1980-იან წლებში, რათა მოიცავდა ყველა სინთეზურ ფერმენტს, გამოიყენებდნენ თუ არა ისინი NTP-ებს, და სინთეტაზა გახდა ლიგაზას სინონიმი.
  • ლიგაზა არის ფერმენტი, რომელიც აერთიანებს ორ პატარა მოლეკულას ერთად NTP ჰიდროლიზის ენერგია (ჩვეულებრივ, კონდენსაციის გზითრეაქცია).
  სინთაზა
• ფსევდოურიდინ სინთაზა
• ცხიმოვანი მჟავა სინთაზა
• ცელულოზის სინთაზა (UDP-წარმომქმნელი)
• ცელულოზის სინთაზა (GDP-ის ფორმირება)

ATP სინთაზა

ადენოზინ დიფოსფატი (ADP) და არაორგანული ფოსფატი გამოიყენება ენერგიის შესანახი მოლეკულის ადენოზინტრიფოსფატის (ATP) შესაქმნელად ცილისგან, რომელსაც ეწოდება ATP სინთაზა (Pi).

იგი კლასიფიცირდება როგორც ლიგაზა, რადგან ის ცვლის ADP-ს P-O ბმულის წარმოქმნით (ფოსფოდიესტერული ბმა). მოლეკულური მოწყობილობა სახელად ATP სინთაზა.

ენერგეტიკული თვალსაზრისით, ATP-ის წარმოება ADP-დან და Pi-დან არასასურველია და პროცესი, როგორც წესი, სხვა გზით წავა.

პროტონის (H+) კონცენტრაციის გრადიენტი ევკარიოტებში შიდა მიტოქონდრიულ მემბრანაზე ან ბაქტერიების პლაზმურ მემბრანაზე ამ რეაქციას წინ უძღვის ATP სინთეზის შეერთებით უჯრედული სუნთქვისას გრადიენტამდე.

მცენარეებში, ATP სინთეზა იყენებს პროტონულ გრადიენტს, რომელიც წარმოიქმნება თილაკოიდის სანათურში თილაკოიდის მემბრანის გასწვრივ და ქლოროპლასტის სტრომაში, რათა გამოიმუშაოს ATP ფოტოსინთეზის დროს.

ATP-აზასთვის, ევკარიოტული ATP სინთაზა არის F. -ATPa-ები, რომლებიც ფუნქციონირებენ „საპირისპიროდ“. ეს სახეობა ძირითადად განხილულია ამ სტატიაში. F-ATPase-ის FO და F1 ქვედანაყოფებს აქვთ ბრუნვითი საავტომობილო მექანიზმი, რომელიც იძლევა ATP სინთეზის საშუალებას. 1>თითქმის ყველა ცოცხალი უჯრედი შეიცავს ფერმენტ ციტრატ სინთაზას,რომელიც ემსახურება როგორც კარდიოსტიმულატორი ლიმონმჟავას ციკლის პირველ საფეხურზე და დანიშნულია E.C. 2.3.3.1 (ადრე 4.1.3.7). (ან კრებსის ციკლი).

ციტრატის სინთაზა განლაგებულია ევკარიოტული უჯრედების მიტოქონდრიულ მატრიქსში, თუმცა მას კოდირებს ბირთვული დნმ და არა მიტოქონდრიული დნმ.

ის იქმნება ციტოპლაზმაში ციტოპლაზმური რიბოსომებით და შემდგომში გადადის მიტოქონდრიულ მატრიქსში.

ინტაქტური მიტოქონდრიების არსებობისთვის ტიპიური რაოდენობრივი ფერმენტული მარკერი არის ციტრატის სინთაზა. ციტრატ სინთაზას პიკური აქტივობა ცხადყოფს, რამდენი მიტოქონდრია არის ჩონჩხის კუნთებში.

მაღალი ინტენსივობის ინტერვალით ვარჯიშს აქვს პოტენციალი გაზარდოს მაქსიმალური აქტივობა უფრო მეტად, ვიდრე გამძლეობის ვარჯიში ან მაღალი ინტენსივობის ინტერვალური ვარჯიში. -ნახშირბადის ოქსალოაცეტატი კონდენსირდება და წარმოქმნის ექვსნახშირბადის ციტრატს, რომელიც წარმოიქმნება კონდენსაციის რეაქციით, რომელიც კატალიზირებულია ციტრატის სინთაზას მიერ. კატალიზირებულია ფერმენტ ტრიპტოფანის სინთაზას მიერ, რომელიც ასევე ცნობილია როგორც ტრიპტოფანის სინთეტაზა.

Eubacteria, Archaebacteria, Protista, Fungi და Plantae მისი ხშირი მასპინძლებია. თუმცა, Animalia-ს ეს არ აქვს. ჩვეულებრივ, ის ჩნდება 2 2 ტეტრამერის სახით.

ქვეერთეულები კატალიზებენ ინდოლ-3-გლიცეროლის ფოსფატის შექცევად გარდაქმნასინდოლი და გლიცერალდეჰიდ-3-ფოსფატი (G3P) (IGP).

პირიდოქსალ ფოსფატზე (PLP) დამოკიდებულ პროცესში, ქვედანაყოფები კატალიზირებენ ინდოლის და სერინის შეუქცევად კონდენსაციას ტრიპტოფანის წარმოქმნით.

შიდა ჰიდროფობიური არხი, რომლის სიგრძეა 25 ანგსტრომი და მდებარეობს ფერმენტში, აკავშირებს თითოეულ აქტიურ ადგილს მიმდებარე აქტიურ უბანს.

ეს ხელს უწყობს სუბსტრატის არხირებას, მექანიზმს, რომლითაც ინდოლი წარმოიქმნება აქტიურ ადგილებში. ვრცელდება პირდაპირ სხვა აქტიურ საიტებზე. ტრიპტოფანის სინთაზა შეიცავს ალოსტერიულად დაწყვილებულ აქტიურ ადგილებს.

ევბაქტერიები, არქებაქტერიები, პროტისტა, სოკოები და მცენარეები ხშირად აღმოაჩინეს ტრიპტოფანის სინთაზას შორის. ადამიანებს და სხვა ცხოველებს ეს აკლიათ.

ადამიანისთვის ცხრა აუცილებელი ამინომჟავიდან ერთ-ერთი, ტრიპტოფანი არის ოცი სტანდარტული ამინომჟავიდან ერთ-ერთი. ამიტომ ტრიპტოფანი აუცილებელია ადამიანის კვებისათვის.

ასევე ცნობილია, რომ ტრიპტოფანის სინთეზას შეუძლია გამოიყენოს ინდოლის ანალოგები, როგორიცაა ფტორირებული ან მეთილირებული ინდოლები, როგორც სუბსტრატები ტრიპტოფანის ექვივალენტური ანალოგების წარმოებისთვის.

ფსევდოურიდინი

ბერძნული ასო psi- გამოიყენება ფსევდოურიდინის შემოკლებისთვის, ნუკლეოზიდური ურიდინის იზომერი, რომელშიც ურაცილი უერთდება ნახშირბადის ატომს ნახშირბად-ნახშირბადის ბმულით და არა აზოტი-ნახშირბადის გლიკოზიდური კავშირით. (ურაცილს ზოგჯერ მოიხსენიებენ, როგორც "ფსევდურაცილს" ამ მოწყობაში.)

ყველაზე გავრცელებული რნმუჯრედული რნმ-ის ცვლილება არის ფსევდოურიდინი. რნმ-ს შეუძლია განიცადოს 100-ზე მეტი ქიმიურად უნიკალური ცვლილება ტრანსკრიფციისა და სინთეზის დროს.

ოთხი ჩვეულებრივი ნუკლეოტიდის გარდა, მათ შესაძლოა პოტენციურად იმოქმედონ რნმ-ის ექსპრესიაზე პოსტტრანსკრიპციულად და შეასრულონ უჯრედში რიგი ფუნქციები, მათ შორის რნმ-ის ტრანსლაცია, ლოკალიზაცია და სტაბილურობა.

ერთ-ერთი მათგანია ფსევდოურიდინი, ურიდინის C5-გლიკოზიდური იზომერი C-C ბმით რიბოზა შაქრის C1-სა და ურაცილის C5-ს შორის ურიდინში არსებული ტიპიური C1-N1 ბმის ნაცვლად.

მას აქვს დამატებითი ბრუნვითი მობილურობა და კონფორმაციული მოქნილობა C-C კავშირის გამო. გარდა ამისა, ფსევდოურიდინის N1 პოზიციას გააჩნია წყალბადის ბმის დამატებითი დონორი.

ფსევდოურიდინი, რომელსაც ასევე უწოდებენ 5-რიბოსილურაცილს, არის სტრუქტურული რნმ-ის ნაცნობი, მაგრამ იდუმალი კომპონენტი (გადაცემა, რიბოსომული, მცირე ბირთვული (snRNA) და მცირე ბირთვული). ის ახლახან აღმოაჩინეს კოდირებულ რნმ-შიც.

ეს იყო პირველი, რომელიც იქნა აღმოჩენილი, ყველაზე გავრცელებულია და შეიძლება მოიძებნოს ცხოვრების სამივე ევოლუციური სფეროში. საფუარის tRNA-ში ფსევდოურიდინი შეადგენს ნუკლეოტიდების დაახლოებით 4%-ს

წყალთან დამატებითი წყალბადური ბმების წარმოქმნით, ამ ბაზის ცვლილებას შეუძლია რნმ-ის სტაბილიზაცია და ბაზის დაწყობის გაძლიერება.

ფსევდოურიდინების რაოდენობა იზრდება ორგანიზმის სირთულესთან ერთად. მასში არის 11 ფსევდურიდინიEscherichia coli-ს rRNA, 30 საფუარის ციტოპლაზმურ rRNA-ში, ერთი ცვლილება მიტოქონდრიულ 21S rRNA-ში და დაახლოებით 100 ადამიანის rRNA-ში.

აჩვენა, რომ ფსევდოურიდინი rRNA-სა და tRNA-ში წვრილად არეგულირებს და სტაბილიზებს რეგიონულ სტრუქტურას და ეხმარება მათი როლების შენარჩუნებაში mRNA დეკოდირებაში, რიბოსომის შეკრებაში, დამუშავებასა და ტრანსლაციაში.

აჩვენა, რომ ფსევდოურიდინი snRNA-ში აუმჯობესებს ინტერფეისს პრე-მრნმ-სა და სპლიცეოსომურ რნმ-ს შორის, რათა ხელი შეუწყოს შერწყმის რეგულირებას.

ცხიმოვანი მჟავის სინთაზა გენი ადამიანებში აკოდირებს ფერმენტს, რომელიც ცნობილია როგორც ცხიმოვანი მჟავა სინთაზა (FAS). მრავალფერმენტიანი ცილა, რომელსაც ეწოდება ცხიმოვანი მჟავა სინთაზა, ახდენს ცხიმოვანი მჟავების სინთეზს.

ეს არის მთელი ფერმენტული სისტემა და არა მხოლოდ ერთი ფერმენტი, რომელიც შედგება ორი იდენტური 272 kDa მრავალფუნქციური პოლიპეპტიდისგან, რომლებიც გადააქვთ სუბსტრატებს ერთი ფუნქციური დომენიდან მეორეზე.

მისი მთავარი ამოცანაა NADPH-ის გამოყენება აცეტილ- და მალონილ-CoA-დან და მალონილისგან პალმიტატის (C16:0, გრძელი ჯაჭვის გაჯერებული ცხიმოვანი მჟავა) შექმნის კატალიზებისთვის. -CoA გარდაიქმნება ცხიმოვან მჟავებად დეკარბოქსილაციური კლაიზენის კონდენსაციის პროცესების თანმიმდევრობით.

დრეკადობის ყოველი რაუნდის შემდეგ, კეტორედუქტაზა (KR), დეჰიდრატაზა (DH) და ენოილ რედუქტაზა მუშაობენ თანმიმდევრობით, რათა შეამცირონ ბეტა კეტო ჯგუფი მთლიანად გაჯერებულ ნახშირბადის ჯაჭვამდე.(ER).

როდესაც ცხიმოვანი მჟავების ჯაჭვი გაიზარდა 16 ნახშირბადის სიგრძემდე, ის გამოიყოფა თიოესთერაზას (TE) მოქმედებით, რომელიც კოვალენტურად არის დაკავშირებული აცილის მატარებელი პროტეინის (ACP) ფოსფოპანტეთეინის პროთეზირებულ ჯგუფთან. (პალმიტის მჟავა).

ცელულოზის სინთაზა (UDP-წარმომქმნელი)

ცელულოზის გამომუშავებაზე პასუხისმგებელი პირველადი ფერმენტი არის ცელულოზის სინთაზა (EC 2.4.1.12) მისი UDP წარმომქმნელი ფორმით. მას ზოგადად მოიხსენიებენ, როგორც UDP-გლუკოზას: (1→4) ენზიმოლოგიის 4-D-გლუკოზილტრანსფერაზა D-გლუკანისთვის.

GDP-გლუკოზა გამოიყენება დაკავშირებული ფერმენტის მიერ, რომელსაც ეწოდება ცელულოზის სინთაზა (GDP- ფორმირება) (EC 2.4.1.29). როგორც ბაქტერიებს, ასევე მცენარეებს აქვთ ფერმენტების ამ ოჯახის წევრები.

ბაქტერიული წევრები შეიძლება ასევე ცნობილი როგორც BcsA (ბაქტერიული ცელულოზის სინთაზა) ან CelA, ხოლო მცენარის წევრები ჩვეულებრივ ცნობილია როგორც CesA (ცელულოზის სინთეზა) ან სპეკულაციური CslA (ცელულოზის სინთეზის მსგავსი) (უბრალოდ "ცელულოზა") .

CesA შეიძინა მცენარეებმა ენდოსიმბიოზის შედეგად, რამაც წარმოქმნა ქლოროპლასტი. გლუკოზილტრანსფერაზების მე-2 ოჯახს მიეკუთვნება ეს (GT2).

დედამიწაზე ბიომასის უმეტესი ნაწილი წარმოიქმნება ბიოსინთეზისა და ჰიდროლიზის გზით ფერმენტების მიერ გლიკოზილტრანსფერაზების მიერ.

მცენარეთა CesA სუპეროჯახი ცნობილია, რომ შეიცავს. შვიდი ქვეოჯახი, ხოლო მცენარეთა და წყალმცენარეების ზეოჯახი შეიცავს 10-ს.

ერთადერთი ცხოველური ჯგუფი, რომელიც ფლობს ამ ფერმენტს, არისუროკორდატები, რომლებმაც იგი მიიღეს გენის ჰორიზონტალური გადაცემის გზით 530 მილიონზე მეტი წლის წინ.

ცელულოზის სინთაზა (GDP-ფორმირება)

ეს ფერმენტი არის გლიკოზილტრანსფერაზების ჰექსოსილტრანსფერაზას ქვეოჯახის წევრი. ფერმენტების ამ კლასს მოიხსენიებენ მისი სამეცნიერო სახელით, GDP-გლუკოზა:1,4-ბეტა-D-გლუკან 4-ბეტა-D-გლუკოზილტრანსფერაზა.

სხვა სახელები, რომლებიც ხშირად გამოიყენება არის ცელულოზის სინთაზა (გუანოზინის დიფოსფატის წარმომქმნელი), ცელულოზის სინთეტაზა და გუანოზინ დიფოსფოგლუკოზა-1,4-ბეტა-გლუკან გლუკოზილტრანსფერაზა. ეს ფერმენტი მონაწილეობს საქაროზასა და სახამებლის მეტაბოლიზმში.

რა არის სინთეტაზა?

ტერმინი "სინთეტაზა", რომელიც ზოგჯერ ცნობილია როგორც "ლიგაზა", ეხება დაახლოებით 50 ფერმენტის კლასიდან რომელიმეს, რომელიც კატალიზებს ენერგიის დაზოგვის ქიმიურ რეაქციებს და შუამავლობს ენერგიის მომხმარებელ დაშლის მოვლენებსა და პროდუქტიულობას შორის. სინთეზური პროცესები.

ენერგიული ფოსფატის ბმის დაშლით, ისინი წარმოქმნიან საჭირო ენერგიას ორი მოლეკულის გაერთიანების კატალიზებისთვის (ხშირ შემთხვევაში, ადენოზინტრიფოსფატის [ATP] ადენოზინ დიფოსფატში [ADP] ერთდროული გარდაქმნით) .

ლიგაზა, რომელიც ცნობილია როგორც ამინომჟავა-რნმ ლიგაზა, არის ის, რომელიც კატალიზებს ნახშირბად-ჟანგბადის კავშირის შექმნას გადამტან რნმ-სა და ამინომჟავას შორის.

როდესაც გარკვეული ფერმენტები, როგორიცაა ამიდური სინთეტაზები და პეპტიდური სინთეტაზები, აქტიურია, ნახშირბად-აზოტი (C-N)წარმოიქმნება ობლიგაციები.

სინთეტაზა ასევე ცნობილია როგორც ლიგაზა

განსხვავება სინთეტაზასა და სინთაზას შორის

სინთეზა არის ფერმენტი, რომელსაც შეუძლია შეერთების კატალიზება ორი დიდი მოლეკულა ახალი ქიმიური ბმის შექმნით, როგორც წესი, ერთდროული ჰიდროლიზით მცირე გულსაკიდი ქიმიური ჯგუფის ერთ უფრო დიდ მოლეკულაზე, ან მას შეუძლია კატალიზირება მოახდინოს ორი ნაერთის შეერთებაზე, როგორიცაა C-O, C-S, C-N და ა.შ.

ლიგაზა ჩვეულებრივ იწვევს შემდეგ რეაქციას:

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

სადაც დამოკიდებული, პაწაწინა დაჯგუფებები წარმოდგენილია მცირე ასოებით. ლიგაზას შეუძლია აღადგინოს ერთჯაჭვიანი რღვევები, რომლებიც განვითარდება ორჯაჭვიან დნმ-ში რეპლიკაციის დროს, ასევე დააკავშიროს ორი დამატებითი ნუკლეინის მჟავის ფრაგმენტი.

მეორე მხრივ, სინთაზა არის ფერმენტი, რომელიც აკატალიზებს სინთეზის პროცესს ბიოქიმიაში. ისინი შედიან ლიაზების კატეგორიაში EC ნომრის კატეგორიზაციის მიხედვით.

ნომენკლატურა

გაითვალისწინეთ, რომ ბიოლოგიური ნომენკლატურა თავდაპირველად განასხვავებდა სინთეტაზებსა და სინთეზებს შორის. თავდაპირველი განმარტების შესაბამისად, სინთეტაზები იყენებენ ნუკლეოზიდის ტრიფოსფატებს (როგორიცაა ATP, GTP, CTP, TTP და UTP), როგორც ენერგიის წყაროს, ხოლო სინთაზები - არა.

მიუხედავად ამისა, ბიოქიმიური ნომენკლატურის ერთობლივი კომისიის (JCBN) მიხედვით, „სინთაზა“