¿Qué son las transferasas?
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 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 de manera directa a la salud del consumidor, más allá del beneficio nutricional.
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.
Procesos biológicos en los que participan las transferasas
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 participan 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 subclase.
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.
Referencias
- Boyce, S., & Tipton, K. F. Enzyme classification and nomenclature. eLS.
- Bresnick, E., & Mossé, H. Aspartate carbamoyltransferase from rat liver. Biochemical Journal.