Nhóm enzyme ligase E.C. 6 bao gồm synthase và synthetase. Chúng tham gia vào các phản ứng tổng hợp và xúc tác cho sự kết hợp của hai phân tử đồng thời phá vỡ liên kết diphosphate trong ATP hoặc một triphosphate tương đương khác.

Trái ngược với synthetase, sử dụng ATP làm nguồn năng lượng trong quá trình tổng hợp của các hợp chất sinh học, synthase là bất kỳ dây chằng nào xúc tác quá trình tổng hợp các hợp chất sinh học mà không sử dụng ATP làm nguồn năng lượng.

Trong bài viết này, bạn sẽ biết chính xác sự khác biệt giữa Synthase và Synthetase.

Synthase là gì?

Synthase là một loại enzyme xúc tác quá trình tổng hợp trong hóa sinh. Hãy nhớ rằng danh pháp sinh học ban đầu phân biệt giữa synthetase và synthase.

Theo định nghĩa ban đầu, synthetase sử dụng nucleoside triphosphate (chẳng hạn như ATP, GTP, CTP, TTP và UTP) làm nguồn năng lượng trong khi synthase thì không.

Tuy nhiên, theo Ủy ban Hỗn hợp về Danh pháp Hóa sinh (JCBN), “synthase” có thể được dùng để chỉ bất kỳ enzyme nào xúc tác quá trình tổng hợp (bất kể enzyme đó có sử dụng nucleoside triphosphate hay không), nhưng “synthetase ” chỉ nên được dùng để chỉ “ligase”.

Dưới đây là danh sách các ví dụ về các loại synthase khác nhau:

• ATP synthase
• Tổng hợp citrate
• Tryptophancó thể được dùng để chỉ bất kỳ enzym nào xúc tác quá trình tổng hợp (bất kể nó có sử dụng nucleoside triphosphate hay không), nhưng “synthetase” chỉ nên được dùng để chỉ “ligase”.

  Sự khác biệt chính giữa Synthase và Synthetase là rằng Synthetase là một họ enzym có thể tạo liên kết giữa các phân tử, trong khi Synthase là một enzym.

  Synthase	Synthetase
  Xúc tác quá trình tổng hợp mà không cần ATP	Yêu cầu ATP
  Được phân loại theo bình hoa hoặc transferase	Thuộc phân loại ligase
  e.g. HMG-COA synthase, ATP synthase	ví dụ: Succiny1-COA synthetase, Glutamine synthetase

  Bảng so sánh Synthase vs Synthetase

  Xem video này để biết về synthase vs synthetase

  Kết luận

  • Synthetase không cần NTP để hoạt động vì chúng xúc tác cho các quá trình tổng hợp đòi hỏi quá trình thủy phân nucleoside triphosphate (không chỉ đơn giản là ATP).
  • Liên minh quốc tế về Ủy ban Danh pháp của Hóa sinh đã thay đổi định nghĩa về synthase vào những năm 1980 để bao gồm tất cả các enzym tổng hợp, cho dù chúng có sử dụng NTP hay không và synthetase trở thành đồng nghĩa với ligase.
  • Ligase là enzym kết hợp hai phân tử nhỏ hơn với nhau bằng cách sử dụng năng lượng từ quá trình thủy phân NTP (thường thông qua quá trình ngưng tụphản ứng).
  synthase
• Pseudouridine synthase
• Synthase axit béo
• Cellulose synthase (tạo UDP)
• Cellulose synthase (tạo GDP)

ATP Synthase

Adenosine diphosphate (ADP) và phosphate vô cơ được sử dụng để tạo ra phân tử dự trữ năng lượng adenosine triphosphate (ATP) bởi một protein gọi là ATP synthase (Pi).

Nó được phân loại là ligase vì nó sửa đổi ADP bằng cách hình thành liên kết P-O (liên kết phosphodiester). Một thiết bị phân tử gọi là ATP synthase.

Về mặt năng lượng, việc sản xuất ATP từ ADP và Pi là điều không mong muốn và quá trình này thường diễn ra theo cách khác.

Chênh lệch nồng độ proton (H+) xuyên qua màng trong ty thể ở sinh vật nhân chuẩn hoặc màng sinh chất ở vi khuẩn thúc đẩy phản ứng này tiến lên bằng cách kết hợp quá trình tổng hợp ATP trong quá trình hô hấp tế bào với gradient.

Ở thực vật, ATP synthase sử dụng gradient proton được hình thành trong lòng thylakoid xuyên qua màng thylakoid và đi vào chất nền lục lạp để tạo ra ATP trong quá trình quang hợp.

Đối với ATPase, ATP synthase ở sinh vật nhân chuẩn là F -ATPase có chức năng “đảo ngược.” Loại này chủ yếu được thảo luận trong bài viết này. Các tiểu đơn vị FO và F1 của F-ATPase có cơ chế vận động quay cho phép tổng hợp ATP.

Có nhiều loại Synthase khác nhau

Citrate Synthase

Gần như tất cả các tế bào sống đều chứa enzym citrate synthase,đóng vai trò là máy tạo nhịp tim trong bước đầu tiên của chu trình axit xitric và được ký hiệu là E.C. 2.3.3.1 (trước đây là 4.1.3.7). (hay chu trình Krebs).

Citrate synthase nằm trong ma trận ty thể của tế bào nhân thực, mặc dù DNA nhân, chứ không phải DNA ty thể, mã hóa nó.

Nó được tạo ra trong tế bào chất bởi các ribosome tế bào chất và sau đó di chuyển vào chất nền ty thể.

Một chất đánh dấu enzyme định lượng điển hình cho sự tồn tại của ty thể nguyên vẹn là citrate synthase. Hoạt động cao nhất của Citrate synthase cho thấy có bao nhiêu ti thể hiện diện trong cơ xương.

Tập luyện ngắt quãng cường độ cao có khả năng nâng cao hoạt động tối đa hơn so với tập luyện sức bền hoặc tập luyện ngắt quãng cường độ cao.

Acetyl coenzym A có gốc axetat hai cacbon và một phân tử bốn -carbon oxaloacetate ngưng tụ để tạo ra citrate sáu carbon, được tạo ra từ phản ứng ngưng tụ được xúc tác bởi citrate synthase.

Tryptophan Synthase

Hai bước cuối cùng trong quá trình sản xuất tryptophan là xúc tác bởi enzyme tryptophan synthase, còn được gọi là tryptophan synthetase.

Eubacteria, Archaebacteria, Protista, Fungi và Plantae là vật chủ thường xuyên của nó. Tuy nhiên, Animalia không có nó. Thông thường, nó xuất hiện dưới dạng 2 2 tetramer.

Các tiểu đơn vị xúc tác quá trình chuyển đổi thuận nghịch của indole-3-glycerol phosphate thànhindol và glyceraldehyd-3-photphat (G3P) (IGP).

Trong một quy trình phụ thuộc pyridoxal phosphate (PLP), các tiểu đơn vị xúc tác quá trình ngưng tụ không thể đảo ngược của indole và serine để tạo ra tryptophan.

Một kênh kỵ nước bên trong dài 25 angstrom và nằm trong enzyme kết nối từng vị trí hoạt động với vị trí hoạt động liền kề.

Điều này thúc đẩy quá trình tạo kênh cơ chất, một cơ chế mà indole được tạo ra tại các vị trí hoạt động khuếch tán trực tiếp đến các vị trí hoạt động khác. Tryptophan synthase chứa các vị trí hoạt động liên kết dị lập thể.

Eubacteria, Archaebacteria, Protista, Fungi và Plantae thường được phát hiện có chứa tryptophan synthase. Con người và các động vật khác thiếu nó.

Một trong chín axit amin cần thiết cho con người, tryptophan là một trong hai mươi axit amin tiêu chuẩn. Do đó, tryptophan rất cần thiết cho chế độ ăn uống của con người.

Người ta cũng biết rằng tryptophan synthetase có thể sử dụng các chất tương tự indole, chẳng hạn như indole flo hóa hoặc methyl hóa, làm cơ chất để tạo ra các chất tương tự tryptophan tương đương.

Pseudouridine

Chữ cái Hy Lạp psi- được sử dụng để viết tắt pseudouridine, một đồng phân của nucleoside uridine trong đó uracil được liên kết với nguyên tử carbon bằng liên kết carbon-carbon chứ không phải liên kết glycosid nitơ-carbon. (Uracil đôi khi được gọi là “pseudouracil” trong cách sắp xếp này.)

RNA phổ biến nhấtsự thay đổi trong RNA của tế bào là pseudouridine. RNA có thể trải qua hơn 100 thay đổi độc đáo về mặt hóa học trong quá trình phiên mã và tổng hợp.

Ngoài bốn nucleotide thông thường, những nucleotide này có khả năng ảnh hưởng đến sự biểu hiện RNA sau phiên mã và có một số chức năng trong tế bào, bao gồm dịch mã, định vị và ổn định RNA.

Một trong số đó là pseudouridine, một đồng phân C5-glycoside của uridine có liên kết C-C giữa C1 của đường ribose và C5 của uracil thay cho liên kết C1-N1 điển hình có trong uridine.

Nó có thêm tính di động quay và tính linh hoạt về hình dạng nhờ liên kết C-C. Ngoài ra, vị trí N1 của pseudouridine còn có một chất cho liên kết hydro bổ sung.

Pseudouridine, còn được gọi là 5-ribosyluracil, là một thành phần quen thuộc nhưng bí ẩn của RNA cấu trúc (vận chuyển, ribosome, hạt nhân nhỏ (snRNA) và hạt nhân nhỏ). Gần đây nó cũng được tìm thấy trong RNA mã hóa.

Đây là trường hợp đầu tiên được phát hiện, phổ biến nhất và có thể được tìm thấy trong cả ba lĩnh vực tiến hóa của sự sống. Trong tRNA của nấm men, pseudouridine tạo ra khoảng 4% nucleotide

Thông qua việc hình thành các liên kết hydro bổ sung với nước, sự thay đổi bazơ này có thể ổn định RNA và tăng cường khả năng sắp xếp bazơ.

The số lượng pseudouridine tăng lên cùng với sự phức tạp của sinh vật. Có 11 pseudouridin trongrRNA của Escherichia coli, 30 trong rRNA tế bào chất của nấm men, một biến đổi trong rRNA 21S của ty thể và khoảng 100 trong rRNA của người.

Người ta đã chứng minh rằng pseudouridine trong rRNA và tRNA tinh chỉnh và ổn định cấu trúc vùng và hỗ trợ duy trì vai trò của chúng trong giải mã mARN, lắp ráp, xử lý và dịch mã ribosome.

Người ta đã chứng minh rằng pseudouridine trong snRNA cải thiện giao diện giữa tiền mRNA và RNA spliceosomal để giúp điều chỉnh quá trình nối.

Tổng hợp axit béo

FASN gen ở người mã hóa enzyme được gọi là axit béo tổng hợp (FAS). Một loại protein đa enzym được gọi là axit béo tổng hợp xúc tác quá trình tổng hợp axit béo.

Đó là toàn bộ hệ thống enzym, không chỉ một enzym, được tạo thành từ hai polypeptide đa chức năng 272 kDa giống hệt nhau giúp chuyển cơ chất từ ​​một miền chức năng này sang miền chức năng tiếp theo.

Công việc chính của nó là sử dụng NADPH để xúc tác tạo ra palmitate (C16:0, một axit béo bão hòa chuỗi dài) từ acetyl- và malonyl-CoA

Acetyl-CoA và malonyl -CoA được chuyển đổi thành axit béo thông qua một chuỗi các quá trình ngưng tụ Claisen decarboxylative.

Sau mỗi vòng kéo dài, ketoreductase (KR), dehydratase (DH) và enoyl reductase hoạt động theo trình tự để giảm nhóm beta keto thành chuỗi carbon bão hòa hoàn toàn(ER).

Khi chuỗi axit béo đã phát triển đến độ dài 16 cacbon, nó sẽ được giải phóng nhờ hoạt động của thioesterase (TE), được liên kết cộng hóa trị với nhóm giả phosphopantetheine của protein mang acyl (ACP) (axit palmitic).

Cellulose Synthase (Hình thành UDP)

Enzyme chính chịu trách nhiệm sản xuất cellulose là cellulose synthase (EC 2.4.1.12) ở dạng tạo thành UDP. Nó thường được gọi là UDP-glucose: (1→4) Enzymology 4-D-glucosyltransferase cho D-glucan.

GDP-glucose được sử dụng bởi một loại enzyme có liên quan gọi là cellulose synthase (GDP- hình thành) (EC 2.4.1.29). Cả vi khuẩn và thực vật đều có thành viên của họ enzym này.

Các thành viên vi khuẩn còn có thể được gọi là BcsA (cellulose vi khuẩn tổng hợp) hoặc CelA, trong khi các thành viên thực vật thường được gọi là CesA (cellulose synthase) hoặc CslA suy đoán (giống cellulose tổng hợp) (chỉ đơn giản là “cellulose”) .

CesA được thực vật thu nhận do kết quả của quá trình nội cộng sinh tạo ra lục lạp. Họ glucosyltransferase 2 bao gồm họ này (GT2).

Phần lớn sinh khối trên Trái đất được tạo ra thông qua quá trình sinh tổng hợp và thủy phân bởi các enzym gọi là glycosyltransferase.

Siêu họ CesA thực vật được biết là có chứa bảy phân họ và siêu họ thực vật-tảo kết hợp chứa 10.

Nhóm động vật duy nhất sở hữu enzyme này làurochordate, người đã thu được nó thông qua quá trình chuyển gen ngang hơn 530 triệu năm trước.

Cellulose Synthase (Hình thành GDP)

Enzym này là thành viên của phân họ hexosyltransferase của glycosyltransferase. Lớp enzyme này được gọi bằng tên khoa học là GDP-glucose:1,4-beta-D-glucan 4-beta-D-glucosyltransferase.

Các tên khác thường được sử dụng là cellulose synthase (tạo thành guanosine diphosphate), cellulose synthetase và guanosine diphosphoglucose-1,4-beta-glucan glucosyltransferase. Enzyme này tham gia vào quá trình chuyển hóa sucrose và tinh bột.

Synthetase là gì?

Thuật ngữ “synthetase”, đôi khi được gọi là “ligase”, dùng để chỉ bất kỳ loại nào trong số khoảng 50 loại enzyme xúc tác cho các phản ứng hóa học tiết kiệm năng lượng và làm trung gian giữa các sự kiện phân hủy tiêu tốn năng lượng và hiệu quả các quá trình tổng hợp.

Bằng cách cắt một liên kết phốt phát năng lượng, chúng tạo ra năng lượng cần thiết để xúc tác cho sự kết hợp của hai phân tử (trong nhiều trường hợp, bằng cách chuyển đổi đồng thời adenosine triphosphate [ATP] thành adenosine diphosphate [ADP]) .

Một ligase hay còn gọi là ligase axit amin-RNA là một ligase xúc tác tạo liên kết carbon-oxy giữa RNA vận chuyển và axit amin.

Khi một số enzyme nhất định, chẳng hạn như amide synthetase và peptide synthetase, hoạt động, carbon-nitơ (C-N)liên kết được tạo ra.

Synthetase còn được gọi là Ligase

Sự khác biệt giữa Synthetase và Synthase

Synthetase là một enzyme có thể xúc tác cho sự kết hợp của hai phân tử lớn bằng cách tạo ra một liên kết hóa học mới, điển hình là quá trình thủy phân đồng thời một nhóm hóa chất nhỏ ở mặt dây chuyền trên một trong các phân tử lớn hơn hoặc nó có thể xúc tác cho liên kết của hai hợp chất, chẳng hạn như liên kết của C-O, C-S, C-N, v.v. .

Một ligase thường gây ra phản ứng sau:

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

Trong đó các nhóm nhỏ, phụ thuộc được biểu thị bằng các chữ cái viết thường. Ligase có thể sửa chữa các đứt gãy sợi đơn phát triển trong DNA sợi kép trong quá trình sao chép cũng như liên kết hai đoạn axit nucleic bổ sung với nhau.

Mặt khác, synthase là một enzym xúc tác quá trình tổng hợp trong hóa sinh. Chúng được bao gồm trong danh mục lyase theo phân loại số EC.

Danh pháp

Hãy nhớ rằng danh pháp sinh học ban đầu phân biệt giữa synthetase và synthase. Theo định nghĩa ban đầu, synthetase sử dụng nucleoside triphosphate (như ATP, GTP, CTP, TTP và UTP) làm nguồn năng lượng trong khi synthase thì không.

Tuy nhiên, theo Ủy ban Hỗn hợp về Danh pháp Hóa sinh (JCBN), “synthase”