ליאות: פונקציות וסוגים - ביולוגיה - 2025

ליאזים הם אנזימים המעורבים בחיתוך או הוספה של קבוצות בתרכובת כימית. העיקרון של תגובה זו מבוסס על קיצוץ באג"ח CC, CO או CN. כתוצאה מכך נוצרים קשרים כפולים חדשים או מבני טבעת (Mahdi and Kelly, 2001).

מצד שני, הליאזות משתתפות בתהליכים סלולריים כמו מחזור חומצות לימון ובסינתזה אורגנית, כמו ייצור ציאנוהידרינים.

מבנה תלת ממדי של חומצה פוליגלקטורונית lyase (porte lyase). מאת ג'ווהאר סוומינתן וצוות MSD במכון האירופי לביואינפורמטיקה, מ- Wikimedia Commons.

חלבונים אלה שונים מאנזימים אחרים בכך שיש להם פרטים מיוחדים מסוימים. במובן אחד של התגובה הם פועלים על שני מצעים, ואילו בכיוון ההפוך הם משפיעים רק על מצע אחד.

למעשה, השפעתו גורמת לחיסול מולקולה, המייצרת מבנה עם קשר כפול או הופעת טבעת חדשה. בפרט, האנזים חומצה פוליגלקטורונית lyase (pector lyase), המפרק את הפקטין ויוצר יחידות בודדות של חומצה גלקטורונית, רמנוזה ודקסטרין. יתר על כן, הוא קיים בכמה פטריות וחיידקים פיטופתוגניים.

פונקציות Lyase

ליאזות הם קבוצה מעניינת של אנזימים, שיש להם תפקידים רבים בחיי כוכב הלכת שלנו. כך, הם גיבורי תהליכים חשובים לחיי האורגניזמים.

כלומר, היעדר חלבונים אלה גורם למותם של יצורים. בקיצור, הידע של חלבונים אלה מהנה ומזעזע. מצד שני, זה מלמד את מורכבות התהליכים הסובבים אותנו.

בנוסף, הפונקציות שלהם משתנות בהתאם לסוג הליאז. כתוצאה מכך, קיים מגוון רחב של אנזימים עם פעילות lyase. בצורה כזו שהם מסוגלים לבצע חתכים בקשרים של מולקולות משתנות מאוד.

מצד שני, בואו נראה כמה דוגמאות לחלבונים האלה ולתפקודים שהם מבצעים:

פוספוליפאז C

זה מספק לאורגניזם זה את היכולת לשנות את מערכת העיכול של חרקים מסוימים. כתוצאה מכך, הוא מעדיף את הכפל המהיר שלה בכל גוף החיה.

אנחידראז פחמתי

ממיר פחמן דו חמצני לביקרבונט ולפרוטונים. בנוכחות מים זה קשור לשמירה על איזון החומצה-בסיס בדם וברקמות, כמו גם לחיסול מהיר של פחמן דו-חמצני מאלו.

עם זאת, אנזים זה בצמחים מגדיל את ריכוז הפחמן הדו-חמצני בכלורופלסט, מה שמגדיל את הקרבוקסילציה של האנזים רוביסקו.

תגובה מנותזת על ידי anhydrase פחמתי. מאת GarcíaGerry, מ- Wikimedia Commons.

Enolase

ממיר 2-פוספוגליצרט לפוספואנולפירובט ב גליקוליזה. כמו כן, הוא יכול לבצע את התגובה ההפוכה בגלוקונאוגנזה. ברור שהיא מבקשת לסנתז את הגלוקוז כשיש גירעון של סוכר זה בתאים.

בנוסף לתפקודים הקלאסיים הללו, אנולאז קיים באקסונים של תאי עצב. זהו גם סמן לפגיעה עצבית ופגיעה אחרת במערכת העצבים.

קרבוקסילאז

כתוצאה מפעולתו הוא מסיר את קבוצות הקרבוקסיל מחומצה פירובית. כתוצאה מכך היא ממירה אותו לאתנול ופחמן דו חמצני.

בשמרים זה הורס את ה- CO2 בתאים ומייצר אתנול. תרכובת זו עובדת כאנטיביוטיקה.

פוספוליפאז C

הוא ממוקם בקרומי טריפנוזומים ומגוון גדול של חיידקים. זה מייצר את החיתוך של חלבוני GPI הקיימים בממברנות אלה. למעשה, הוא התגלה ב- Trypanosoma brucei.

PEPCK

זה מעורב בגלוקונאוגנזה, ממיר אוקסלאצטט לפוספואנולפירובט ופחמן דו חמצני. מצד שני, אצל בעלי חיים זה מאפשר לתאי כבד או כליות ליצור גלוקוז ממטבוליטים אחרים.

אלדולאס

הוא מפעיל את פעולתו בגליקוליזה; חותך פרוקטוז-1,6-BF לשני שלשות, DHAP וגליצראלדהיד 3-פוספט. לכן, אנזים זה הממוקם בציטוזול של מרבית האורגניזמים ממלא תפקיד חשוב במיצוי אנרגיה מסוכרים.

לעומת זאת, הערכת הדם (או הסרום) אלדולאז היא כלי המאפשר לקבוע את המבנים הפגועים באיברים כמו הכבד, השריר, הכליה או הלב.

אלקילמרקורי lyase

זה מפעיל את פעולתו על מצע של יוני אלקיל כספית ומימן, כדי לייצר יוני אלקאן וכספית.

תפקידו הביולוגי הבסיסי הוא להשתתף במנגנוני חיסול רעילים, מכיוון שהוא ממיר תרכובות כספיות אורגניות לסוכנים שאינם מזיקים.

Oxalomalate lyase

בפרט, הוא הופך 3-אוקסומלט לשני מוצרים: אוקסואצטט וגליוקסילאט.

זה עובד במחזור קרבס, כך שפטריות, פרוטסטים וצמחים יוצרים סוכרים מאצטטים שנלקחו מהמדיום.

סוגי הליאזות

בתוך קבוצת הליאזות יש כמה תת-סוגים:

Lyases פחמן-פחמן

אנזימים אלה חותכים קשרי פחמן-פחמן. הם מסווגים לסוגים הבאים:

• Lyases Carboxy: שמוסיפים או מסירים COOH. בפרט, הם מסלקים קבוצות של חומצות אמינו, מהסוג חומצות אלפא-קטו וחומצות בטא-קטו.
• CHO-liases: מעבה את קבוצות האלדול בכיוון ההפוך.
• Lyases חומצת אוקסו: חתוך חומצות 3-ROH או תגובות הפוכות.

ליאסאס c ארבונו-או קסיגן

אנזימים אלה שוברים קשרי CO. הם ביניהם:

1) הידרוליאזים, המסירים מים. כמו שהם, דה-הידרטז קרבונט או ציטראט, הידראטאז fumarate, בין חלבונים אחרים.

2) דליפות, המסלקות אלכוהול מסוכרים. נמצא הפרין lyase, pector lyase, glucuronan lyase, כמו גם אנזימים רבים אחרים (Albersheim 1962, Courtois 1997).

3) שקעים המפעילים את פעולתם על מצעי פוספט ומסלקים פוספט.

Lyases פחמן חנקן

ברור שהם אנזימים החותכים קשרי פחמן-חנקן. הם מחולקים ל:

1) Lyases אמוניום, המפרקים קשרים פחמן-חנקן ויוצרים NH3. אשר פעולתו היא על אספרטט, טרונין או היסטידין.

2) בנוסף ישנם lyases החותכים קשרי CN ב amides או amidines. לדוגמה, אדנילוסוקסינצנט lyase.

3) לינוני אמינו, חותך קשרי פחמן חנקן בקבוצות אמין. באופן כזה, סינתזה צדדית קפדנית, deacetyl ipecoside synthase, נמצאים בקבוצה זו של אנזימים.

Lyases פחמן-גופרית

הם אנזימים החותכים קשרי פחמן-גופרית. לדוגמה, ציסטאין lyase, lactoylglutathione lyase, או מתיונין γ-lyase.

Lyases פחמן-הליד

ראשית, תת-קבוצה זו הוקמה במקור על בסיס האנזים להסרת חומצה הידרוכלורית (HCl) מ- 1,1,1-טריכלורו-2,2-ביס-אתאן (DDT).

Lyases זרחן וחמצן

Phospholipase C הוא בקטגוריה זו של lyases.

Lyases פחמן-זרחן

בפרט, הם מפעילים את פעולתם על קשרי פחמן זרחן.

הפניות

1. Mahdi, JG, Kelly, DR, 2001. Lyases. בתוך: Rehm, H.-J., Reed, G. (Edds), סט ביוטכנולוגיה. Wiley - VCH Verlag GmbH, Weinheim, Germany, pp. 41-171.
2. Palomeque P., Martínez M., Valdivia E. and Maqueda M. (1985). מחקרים ראשוניים על ההשפעה האנטומוטוקסית של Bacillus laterosporus נגד זחלי Ocnogyna baetica בג'אן. בול סרב. מכות, 11: 147-154.
3. Lafrance-Vanasse, J.; Lefebvre, M.; די ללו, פ .; סיגוש, ג'.; Omichinski, JG (2008). מבני גבישים של Lyase MerB Organomercurial בצורותיו החופשיות והכבולות כספיות, תובנות לגבי מנגנון השפלת המתיל-כספית. JBC, 284 (2): 938-944.
4. קנדרשוב, פיודור א; קונין, יוג'ין החמישי; Morgunov, Igor G; פינוגנובה, טטיאנה החמישית; Kondrashova, Marie N. (2006). התפתחות אנזימי מחזור הגליוקסילט במטאזואה: עדות לאירועי העברה אופקיים מרובים ויצירת פסאודוגן. ביולוגיה ישירה, 1:31.
5. Albersheim, P. and Killias, U. (1962). מחקרים הנוגעים לטיהור ותכונות של transeliminase פקטין. ארכיב ביוכימיה. ביופיס. 97: 107-115.
6. Courtois B, Courtois J (1997). זיהוי גלוקורונאן lyase מגזע מוטציה של Rhizobium meliloti. בי. ג'י ביול מקרומול. 21 (1-2): 3-9.