Enzymaktivitätsmessung für Isomerasen

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Isomerasen, die als EC 5 bezeichnet werden, sind eine Hauptklasse von Enzymen, die Reaktionen katalysieren, die eine strukturelle Umordnung eines Moleküls beinhalten. Isomerasen können entweder intramolekulare Umordnungen erleichtern, bei denen Bindungen gebrochen und gebildet werden, oder konformationale Änderungen katalysieren. Isomerasen sind im Stoffwechsel und Genom der meisten lebenden Organismen vorhanden und katalysieren bis zu 4 % der biochemischen Reaktionen im zentralen Stoffwechsel, insbesondere im Kohlenhydratstoffwechsel. Isomerasen spielen auch eine entscheidende Rolle in den Terpenoid-/Polyketid-Stoffwechselwegen, und sowohl Terpenoide als auch Polyketide sind wichtig für die Erzeugung sekundärer Metaboliten, insbesondere in Pflanzen (Abbildung 1).

Abbildung 1: Biologische Bedeutung von Isomerasen. Kernstoffwechselwege (die Isomerase-Reaktionen sind in Schwarz hervorgehoben). Kohlenhydrat- und Terpenoid-/Polyketid-Stoffwechselwege sind in blauen und grünen Kästchen hervorgehoben.
Referenz: Cuesta S M, Furnham N, Rahman S A, et al. Aktuelle Meinungen in der strukturellen Biologie, 2014, 26: 121-130.

Isomerasen werden nach der Chemie der Reaktionen, die sie katalysieren, in 6 Unterklassen, 17 Unterunterklassen und 231 Seriennummern gruppiert, die mit fast 300 biochemischen Reaktionen korreliert sind (Abbildung 2).

Abbildung 2: EC-Klassifikation der Isomerasen.
Referenz: Cuesta S M, Furnham N, Rahman S A, et al. Aktuelle Meinungen in der strukturellen Biologie, 2014, 26: 121-130.

• EC 5.1: Racemasen und Epimerasen. Diese Kategorie invertiert die Stereochemie am Ziel-Chiral-Kohlenstoff. Racemasen wirken auf Moleküle mit einem chiralem Kohlenstoff zur Inversion der Stereochemie, während Epimerasen Moleküle mit mehreren chiralem Kohlenstoffen anvisieren und auf einen von ihnen wirken. Diese Enzyme werden nach ihren Substraten unterteilt: Aminosäuren (EC 5.1.1), Hydroxy-Säuren (EC 5.1.2), Kohlenhydrate und Derivate (EC 5.1.3) oder andere Verbindungen (EC 5.1.99).
• EC 5.2: Cis-trans-Isomerasen. Diese Enzyme ordnen die Geometrie an Doppelbindungen um.
• EC 5.3: Intramolekulare Oxidoreduktasen. Diese Enzyme katalysieren die Oxidation eines Teils eines Moleküls mit einer entsprechenden Reduktion eines anderen Teils. Sie umfassen Zuckerisomerasen (EC 5.3.1), Tautomerasen (EC 5.3.2), Enzyme, die eine C=C-Bindung von einer Position zur anderen verschieben (EC 5.3.3), Enzyme, die S-S-Bindungen transponieren (EC 5.3.4), und andere Isomerasen (EC 5.3.99).
• EC 5.4: Intramolekulare Transferasen katalysieren den Transfer von funktionellen Gruppen von einem Teil eines Moleküls zu einem anderen, einschließlich Acyl (EC 5.4.1), Phospho (EC 5.4.2), Amino (EC 5.4.3), Hydroxy (EC 5.4.4) oder anderen Gruppen (EC 5.4.99) von einer Position zur anderen.
• EC 5.5: Intramolekulare Lyasen. Diese Enzyme katalysieren Reaktionen, bei denen eine Gruppe als von einem Teil eines Moleküls eliminiert betrachtet werden kann, wobei eine Doppelbindung entsteht, während sie kovalent am Molekül haften bleibt.
• EC 5.99: Eine Unterklasse von verschiedenen Enzymen.

Isomerasen können in vielen Anwendungen eingesetzt werden. Zum Beispiel wird in der metabolischen Ingenieurwissenschaft Xylose-Isomerase (EC 5.3.1.5) traditionell verwendet, um Glukose in der Sirupindustrie in Fruktose umzuwandeln, und wurde kürzlich so optimiert, dass die Ausbeute an alkoholbasierten Biokraftstoffen in S. cerevisiae erhöht wird. In der organischen Synthese wurden mehrere Racemasen und Epimerasen (EC 5.1) genutzt, um racemische Mischungen unter milden Bedingungen zu trennen und stereochemisch reine Aminosäuren zu produzieren. Bemühungen im Enzymdesign haben es auch geschafft, Racemasen und Epimerasen, die auf Aminosäuren und Derivate wirken (EC 5.1.1), erfolgreich in Enzyme mit Lyase-Aktivität (EC 4) umzuwandeln. Beachten Sie, dass einige Racemasen und Epimerasen, die auf Aminosäuren wirken, auch Ziele für die Entwicklung von antimikrobiellen Medikamenten und die Behandlung von neuropathologischen Störungen sind. Daher ist der erste wesentliche Schritt zur Untersuchung der funktionalen Bedeutung dieser Isomerasen, die Aktivität der Isomerasen genau und effizient zu überwachen.

Creative Enzymes hat sich intensiv mit der Entwicklung und Optimierung genauer Aktivitätsassays für Isomerasen beschäftigt. Durch jahrelange Tests und Erkundungen haben wir umfangreiche Forschungserfahrung gesammelt und sind in der Lage, Isomerasen entweder als Routinemuster oder aus einzigartigen Quellen zu testen. Unsere hochmoderne Einrichtung und unser Qualitätsmanagementsystem sind die starke Unterstützung für das Versprechen von 100 % Kundenzufriedenheit. Insgesamt wird Creative Enzymes immer Ihr bester Partner für den Geschäftserfolg sein.