LIASY: FUNKCJE I TYPY - BIOLOGIA - 2026

Lazy to enzymy biorące udział w cięciu lub dodawaniu grup w związku chemicznym. Zasada tej reakcji opiera się na cięciu wiązań CC, CO lub CN. W konsekwencji powstają nowe wiązania podwójne lub struktury pierścieniowe (Mahdi i Kelly, 2001).

Z drugiej strony liazy uczestniczą w procesach komórkowych, takich jak cykl kwasu cytrynowego, oraz w syntezie organicznej, takiej jak produkcja cyjanohydryn.

Trójwymiarowa budowa liazy kwasu poligalakturonowego (liaza pektynianowa). Autor: Jawahar Swaminathan i pracownicy MSD Europejskiego Instytutu Bioinformatyki, źródło Wikimedia Commons.

Białka te różnią się od innych enzymów tym, że mają pewne szczególne szczegóły. W pewnym sensie reakcji działają na dwa podłoża, podczas gdy w przeciwnym kierunku oddziałują tylko na jedno podłoże.

W rzeczywistości jego działanie powoduje eliminację cząsteczki, co powoduje powstanie struktury z podwójnym wiązaniem lub pojawieniem się nowego pierścienia. W szczególności enzym liaza kwasu poligalakturonowego (liaza pektynianowa), który rozkłada pektynę i tworzy pojedyncze jednostki kwasu galakturonowego, ramnozy i dekstryny. Ponadto występuje w niektórych fitopatogennych grzybach i bakteriach.

Funkcje Lyase

Lazy to interesująca grupa enzymów, które pełnią wiele funkcji w życiu naszej planety. Tym samym są protagonistami ważnych dla życia organizmów procesów.

Oznacza to, że brak tych białek powoduje śmierć istot. Krótko mówiąc, znajomość tych białek jest zabawna i szokująca. Z drugiej strony uczy złożoności procesów, które nas otaczają.

Ponadto ich funkcje różnią się w zależności od rodzaju liazy. W konsekwencji istnieje wiele różnych enzymów wykazujących aktywność liazy. W taki sposób, że są zdolne do przecinania wiązań wysoce zmiennych cząsteczek.

Z drugiej strony zobaczmy kilka przykładów tych białek i funkcji, które pełnią:

Fosfolipaza C.

Zapewnia temu organizmowi możliwość modyfikowania układu pokarmowego niektórych owadów. W konsekwencji sprzyja jego szybkiemu rozmnażaniu się w całym organizmie zwierzęcia.

Anhydraza węglanowa

Konwertuje dwutlenek węgla na wodorowęglan i protony. W obecności wody wiąże się to z utrzymaniem równowagi kwasowo-zasadowej we krwi i tkankach, a także z szybką eliminacją z nich dwutlenku węgla.

Jednak enzym ten w roślinach zwiększa stężenie dwutlenku węgla w chloroplastach, co zwiększa karboksylację enzymu rubisco.

Reakcja katalizowana przez anhydrazę węglanową. GarcíaGerry, źródło Wikimedia Commons.

Enolase

Konwertuje 2-fosfoglicerynian do fosfoenolopirogronianu w glikolizie. Jak również może powodować odwrotną reakcję w glukoneogenezie. Oczywiście stara się syntetyzować glukozę, gdy w komórkach występuje deficyt tego cukru.

Oprócz tych klasycznych funkcji enolaza jest obecna w aksonach komórek nerwowych. Jest także markerem uszkodzeń neuronów i innych uszkodzeń układu nerwowego.

Karboksylaza

W wyniku swojego działania usuwa grupy karboksylowe z kwasu pirogronowego. W konsekwencji przekształca go w etanol i dwutlenek węgla.

W drożdżach niszczy CO2 w komórkach i wytwarza etanol. Związek ten działa jak antybiotyk.

Fosfolipaza C.

Znajduje się w błonach trypanosomów i wielu różnych bakterii. Generuje cięcie białek GPI obecnych w tych błonach. W rzeczywistości wykryto go u Trypanosoma brucei.

PEPCK

Bierze udział w glukoneogenezie, przekształca szczawiooctan do fosfoenolopirogronianu i dwutlenku węgla. Z drugiej strony u zwierząt umożliwia komórkom wątroby lub nerek tworzenie glukozy z innych metabolitów.

Aldolasse

Działa w glikolizie; tnie fruktozo-1,6-BF na dwie triozy, DHAP i 3-fosforan aldehydu glicerynowego. Dlatego enzym ten znajdujący się w cytozolu większości organizmów odgrywa ważną rolę w pozyskiwaniu energii z cukrów.

Z drugiej strony, ocena aldolazy we krwi (lub surowicy) jest narzędziem, które pozwala określić uszkodzone struktury w narządach takich jak wątroba, mięśnie, nerki czy serce.

Liaza alkilortęciowa

Oddziałuje na podłoże z jonów alkilowo-rtęciowych i wodorowych, tworząc alkan i jony rtęci.

Jego podstawową rolą biologiczną jest udział w mechanizmach eliminacji toksyn, ponieważ przekształca organiczne związki rtęci w czynniki, które nie są szkodliwe.

Liaza oksalomalianowa

W szczególności przekształca 3-oksomalan w dwa produkty: oksooctan i glioksylan.

Działa w cyklu Krebsa, dzięki czemu grzyby, protisty i rośliny tworzą cukry z octanów pobranych z pożywki.

Rodzaje liaz

W grupie liaz istnieje kilka podklas:

Liazy węgiel-węgiel

Te enzymy przecinają wiązania węgiel-węgiel. Są podzielone na następujące typy:

• Karboksylazy: dodają lub usuwają COOH. W szczególności usuwają grupy aminokwasów, typu alfa-ketokwasów i beta-ketokwasów.
• CHO-liazy: kondensuje grupy aldolowe w odwrotnym kierunku.
• Liazy oksokwasowe: cięcie kwasowe 3-ROH lub reakcje odwrotne.

Liasas c arbono-o xigen

Te enzymy przerywają wiązania CO. Są między nimi:

1) Hydrolazyzy, które usuwają wodę. W obecnej postaci dehydrataza węglanowa lub cytrynianowa, hydrataza fumaranu, wśród innych białek.

2) Likiery, które usuwają alkohol z cukrów. Znaleziono liazę heparynową, liazę pektynianową, liazę glukuronianową, a także wiele innych enzymów (Albersheim 1962, Courtois 1997).

3) Lazy, które wywierają swoje działanie na substraty fosforanowe i usuwają fosforany.

Liazy węglowo-azotowe

Oczywiście są to enzymy, które przecinają wiązania węgiel-azot. Dzielą się na:

1) Liazy amonowe, które przerywają wiązania węgiel-azot i tworzą NH3. Który działa na asparaginian, treoninę lub histydynę.

2) Ponadto istnieją liazy, które przecinają wiązania CN w amidach lub amidynach. Na przykład liaza adenylobursztynianowa.

3) Amino-liazy, przecina wiązania węgiel-azot w grupach aminowych. W ten sposób, ścisła syntaza sidynowa, syntaza deacetylopekozydowa, zalicza się do tej grupy enzymów.

Liazy węglowo-siarkowe

Są to enzymy, które przecinają wiązania węgiel-siarka. Na przykład liaza cysteinowa, liaza laktoiloglutationowa lub γ-liaza metioniny.

Liazy węglohalogenkowe

Po pierwsze, ta podklasa została pierwotnie utworzona na podstawie enzymu do usuwania kwasu solnego (HCl) z 1,1,1-trichloro-2,2-bis-etanu (DDT).

Liazy fosforowo-tlenowe

Fosfolipaza C należy do tej kategorii liaz.

Liazy węglowo-fosforowe

W szczególności wywierają one swoje działanie na wiązania węgiel-fosfor.

Bibliografia

1. Mahdi, JG, Kelly, DR, 2001. Lyases. W: Rehm, H.-J., Reed, G. (red.), Biotechnology Set. Wiley - VCH Verlag GmbH, Weinheim, Niemcy, s. 41-171.
2. Palomeque P., Martínez M., Valdivia E. and Maqueda M. (1985). Wstępne badania wpływu entomotoksycznego Bacillus laterosporus na larwy Ocnogyna baetica w Jaén. Bull Serv. Plagues 11: 147-154.
3. Lafrance-Vanasse, J.; Lefebvre, M .; Di Lello, P .; Sygusch, J .; Omichinski, JG (2008). Struktury krystaliczne organiczno-rtęciowego związku merB w postaci wolnej i związanej z rtęcią pozwalają zrozumieć mechanizm degradacji metylortęci. JBC, 284 (2): 938–944.
4. Kondrashov, Fyodor A; Koonin Eugene V; Morgunov, Igor G; Finogenova, Tatiana V; Kondrashova, Marie N. (2006). Ewolucja enzymów cyklu glioksylanowego w Metazoa: dowód wielu zdarzeń przenoszenia poziomego i tworzenia pseudogenów. Biology Direct, 1:31.
5. Albersheim, P. and Killias, U. (1962). Badania dotyczące oczyszczania i właściwości traneliminacji pektynowej. Arch. Biochem. Biophys. 97: 107-115.
6. Courtois B, Courtois J (1997). Identyfikacja liazy glukuronianowej ze zmutowanego szczepu Rhizobium meliloti. Int. J. Biol. Macromol. 21 (1-2): 3-9.