En bioquímica, las liasas son enzimas reductasas que catalizan la ruptura de enlaces C-C, C-S, C-N y otros enlaces no peptídicos por otros medios distintos a la hidrólisis o la oxidación, reacciones que son realizadas por enzimas específicas llamadas hidrolasas y deshidrogenasas respectivamente. Se diferencian de otras enzimas en que los dos sustratos están involucrados en una dirección de reacción, pero solo una en la dirección contraria. Al actuar sobre el sustrato, una molécula es eliminada y esto genera, ya sea un nuevo doble enlace o un anillo nuevo.[1][2]
Una peculiaridad de las liasa es que requieren de la participación de un solo sustrato para efectuar una reacción en un sentido y de dos para realizar la reacción contraria.
Nomenclatura
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El nombre sistemático se forma de acuerdo con el "sustrato grupo-liasa”. En los nombres comunes, se utilizan expresiones como descarboxilasa, aldolasa , etc . Por ejemplo, “Deshidratasa” se utiliza para aquellas enzimas que eliminan agua. En los casos en que la reacción inversa es la más importante, o el único que se puede demostrar, se deberá utilizar el nombre “sintasa”.[1]
Clasificación
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Corresponden al EC 4 en la catalogación mediante números EC. Sus subclases son:
Esta subclase incluye enzimas que rompen enlaces carbono-carbono como las descarboxilasas (EC 4.1.1), los aldehído-liasas catalizan la reversión de una condensación aldólica (CE 4.1.2), y los oxo-ácido-liasas, que catalizan la ruptura de un ácido 3-hidroxi (EC 4.1.3), o las reacciones inversas, permitiendo avance.
Esta subclase incluye enzimas que rompen enlaces carbono-oxígeno como las hidro-liasas con la eliminación de agua (EC 4.2.1), las que actúan sobre polisacáridos con la eliminación de alcohol (CE 4.2.2), las que actúan sobre sustratos fosfatados con la eliminación de fosfato (CE 4.2.3) y algunas otras que se agrupan en la subclase (CE 4.2.99).
EC 4.3 Liasas Carbón-Nitrógeno
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Esta subclase contiene las enzimas que liberan amoniaco o uno de sus derivados, con la formación de un doble enlace o un anillo. Algunas catalizan la eliminación real del amoniaco, amina o amida, por ejemplo:
eliminación real del amoniaco, amina o amida
Otros, sin embargo, catalizan la eliminación de otro componente, por ejemplo, agua, que es seguido por las reacciones espontáneas que conducen a la rotura del enlace cianuro (CN), por ejemplo: como en CE 4.3.1.17 (L-serina amoníaco - liasa), de modo que la reacción global es:
reacción global de la eliminación del amoniaco
Es decir, una eliminación con reordenamiento.
Las subclases de EC 4.3 son:
EC 4.3.1 liasas de amoníaco
EC 4.3.2 liasas que actúan en amidas, amidinas , etc,
EC 4.3.3 liasas de aminas
EC 3.4.99 liasas que actúan sobre enlaces diferentes.
Esta subclase se estableció originalmente sobre la base de la enzima de eliminación de ácido clorhídrico (HCl) a partir de 1,1,1-tricloro-2,2-bis-etano (DDT).
Se incluyen los llamados “nucleotidil-guanilato”, sobre la base de que el difosfato se elimina del trifosfato de nucleósido. Solo existe una subclase (EC 4.6.1)
EC 4.7: Liasas Carbón-Fósforo
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Constituido únicamente por la α-D-ribosa 1-metilfosfonato 5-fosfato C-P-liasa (EC 4.7.1.1 )
EC 4.99 Otro Liasas
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Una subclase de enzimas diversas.
Importancia de los iones metálicos
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Hoy en día se conoce que más de la tercera parte de las enzimas estudiadas contienen uno o varios metales con funciones específicas en los procesos metabólicos.
A continuación se presentara la lista de liasas que contienen, necesitan o manejan metales durante su proceso catalítico.[3]
Requieren sodio (Na+)
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EC 4.1.1.41 2
EC 4.1.1.70 3
EC 4.1.1.88 4
EC 4.1.1.89 5
Requieren sodio (Na+) y manganeso (Mn2+)
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EC 4.1.1.3
Requieren manganeso (Mn2+)
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EC 4.1.1.2
EC 4.1.3.39
EC 4.1.3.43
EC 4.1.3.46
EC 4.1.99.20
EC 4.2.3.20 podría ocuparse otro catión divalente.
EC 4.2.3.38 los iones metálicos funcionan para neutralizar cargas.
EC 4.2.3.40
EC 4.2.3.101
EC 4.2.3.102
EC 4.2.3.113 Mn2+ menos efectivo.
EC 4.2.3.114 Mn2+ menos efectivo.
EC 4.2.3.115 Mn2+ menos efectivo.
EC 4.2.3.116 Mn2+ menos efectivo.
EC 4.2.3.119
EC 4.2.3.120
EC 4.2.3.121
EC 4.6.1.12
Requieren magnesio (Mg2+)
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EC 4.1.1.74
EC 4.1.1.82 requiere magnesio y un catión divalente para activarla.
EC 4.1.1.85
EC 4.1.2.53
EC 4.1.3.25
EC 4.1.99.16
EC 4.2.1.133
EC 4.2.1.140
EC 4.2.3.12
EC 4.2.3.13
EC 4.2.3.18
EC 4.2.3.22
EC 4.2.3.23
EC 4.2.3.36 máxima actividad con magnesio pero puede ocupar Mn2+, Fe2+ o Co2+.
EC 4.2.3.37
EC 4.2.3.39
EC 4.2.3.63
EC 4.2.3.64
EC 4.2.3.74
EC 4.2.3.87
EC 4.2.3.90
EC 4.2.3.91
EC 4.2.3.93
EC 4.2.3.96
EC 4.2.3.109
EC 4.2.3.127
EC 4.3.99.3
EC 4.4.1.19
Requieren cationes divalentes
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EC 4.1.1.75
EC 4.1.1.92 Zn2+, Mn2+ o Mg2+.
EC 4.1.2.40
EC 4.1.2.42 Co2+, Ni2+, Mn2+ o Mg2+.
EC 4.1.2.52 Co2+ o Mn2+.
EC 4.1.3.14
EC 4.1.3.17
EC 4.1.3.41 Mg2+, Mn2+ o Co2+.
EC 4.1.99.12 preferiblemente Mg2+.
EC 4.2.1.44 Co2+ o Mn2+.
EC 4.2.1.81 Fe2+ o Mn2+.
EC 4.2.1.111 Ca2+, Mg2+ o cationes monovalentes (Na+).
EC 4.2.1.118 preferiblemente Mn2+.
EC 4.2.3.31 Co2+, Mg2+, Zn2+ o Ni2+.
EC 4.2.3.77 Mn2+, Ni2+ o Co2+.
EC 4.2.3.108 Mn2+ o Zn2+. Mg2+ menos efectivo.
EC 4.3.1.16 Mn2+, Mg2+ o Ca2+.
EC 4.3.1.20 Mn2+, Mg2+ o Ca2+.
EC 4.3.1.27 Mn2+, Co2+ o Ni2+.
EC 4.6.1.15 Mn2+ o Co2+
EC 4.99.1.7 Fe2+ o Sn2+. La enzima se inhibe con Cu+, Cu2+, Ag+ o Hg+.
Contienen el cluster [4Fe-4S] en su estructura
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EC 4.1.3.44 contiene 2 cluster.
EC 4.1.99.14
EC 4.1.99.17
EC 4.1.99.18
EC 4.1.99.19
EC 4.2.1.3
EC 4.2.1.33 cluster hierro-azufre (sin datos de la estructura).
EC 4.2.1.36
EC 4.2.1.112
EC 4.2.1.114
EC 4.2.1.120
EC 4.3.1.30
EC 4.7.1.1
EC 4.2.1.117 proteína hierro-azufre.
Contienen zinc en su estructura
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EC 4.1.2.13
EC 4.1.2.46
EC 4.2.1.1
EC 4.2.1.24 zinc en el sitio activo y Zn2+, Mg2+, K+ y Na+ como cofactores.
EC 4.4.1.23
EC 4.4.1.27
Requieren potasio (K+)
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EC 4.1.99.1
EC 4.2.3.15 requiere Mn2+ y K+.
EC 4.2.3.16 requiere Mn2+ y K+.
Requieren hierro (Fe2+)
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EC 4.2.1.32
EC 4.2.1.35
EC 4.2.1.85
EC 4.4.1.21
EC 4.4.1.24
EC 4.99.1.1
EC 4.99.1.8
Requiere cobalto (Co2+)
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EC 4.2.3.4
EC 4.2.3.124
Requiere calcio (Ca2+)
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EC 4.3.3.1
EC 4.99.1.5
Actúan sobre metales
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EC 4.3.99.2 bombea sodio fuera de la célula.
EC 4.99.1.2 actúa sobre alquilmercurio y arilmercurio.
Referencias
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↑ abINTERNATIONAL UNION OF BIOCHEMISTRY AND MOLECULAR BIOLOGY. (2014). Enzyme Nomenclature EC 4 introduction. Retrieved from Queen Mary University of London: http://www.chem.qmul.ac.uk/iubmb/enzyme/EC4/intro.html Archivado el 16 de julio de 2012 en Wayback Machine.
↑McDonald, A. (2013). Lyases. Retrieved from ExplorEnz the enzyme data base: http://www.enzyme-database.org/cinfo.php?c=4&sc=0&ssc=
↑Nomenclature Committee of the International Union of Biochemistry and Molecular Biology . (2014). Contents EC 4.1.1.1 - EC 4.99.1.6. Retrieved from Queen Mary University of London: http://www.chem.qmul.ac.uk/iubmb/enzyme/EC4/cont4a.html