Le isomerasi sono una classe di enzimi che catalizzano reazioni che portano a un riarrangiamento strutturale di una molecola ovvero reazioni di isomerizzazione.
Le isomerasi catalizzano pertanto reazioni del tipo:
A-B → B-A
Il concetto di catalizzatori, sostanze chimiche che facilitano una reazione senza subire alcuna modifica, fu introdotto nel 1836 da Berzelius che ipotizzò che gli enzimi fossero tali catalizzatori.
Classificazione
Nella classificazione degli enzimi mediante numero EC le isomerasi appartengono alla categoria EC5.
Suddivisioni
Esistono anche 7 ulteriori suddivisioni:
EC 5.1 Racemasi e epimerasi
Catalizzano la racemizzazione o l’epimerizzazione di un centro chirale. Sono a loro divise in sottoclassi sulla base del substrato su cui operano:
- Amminoacidi e derivati (EC 5.1.1) come la alanina racemasi che catalizza la reazione L-alanina → D-alanina
- Idrossiacidi e derivati (EC 5.1.2) come la lattato racemasi che catalizza la reazione (S)-lattato → ®-lattato
- Carboidrati e derivati (EC 5.1.3) come il ribulosio-fosfato 3-epimerasi che catalizza la reazione D-ribuloiso 5- fosfato → D-xilulosio 5-fosfato
- Altri composti (EC 5.1.99) come la metilmalonil-CoA epimerasi che catalizza la reazione (R)-metilmalonil CoA → (S)-metilmalonil CoA
EC 5.2 Cis-trans isomerasi
Catalizzano la trasformazione di un isomero cis a un isomero trans o viceversa
Un esempio è costituito dalla maleato isomerasi che catalizza la reazione maleato → fumarato
EC 5.3 Ossidoreduttasi intramolecolari
Provocano l’ossidazione di una parte della molecola e la riduzione di un’altra parte con trasferimento di elettroni da una parte all’altra e sono a loro divisi in sottoclassi.
- Interconvertono aldosi e chetosi (EC 5.3.1) come la trioso- fosfato isomerasi che catalizza la reazione D-gliceraldeide 3-fosfato → glicerone fosfato
- Interconvertono gruppi chetonici ed enolici (EC 5.3.2) come la fenilpiruvato tautomerasi che catalizza la reazione cheto-fenilpiruvato → enol-fenilpiruvato
- Provocano la trasposizione di un doppio legame carbonio-carbonio (EC 5.3.3) come la isopentenil-difosfato Δ-isomerasi che catalizza la reazione isopentenil difosfato → dimetilallil difosfato
- Provocano la trasposizione di legami zolfo-zolfo (EC 5.3.4) come la disolfuro isomerasi che catalizza il riarrangiamento di legami zolfo-zolfo in una proteina
- Altre ossidoreduttasi intramolecolari (EC 5.3.99) come la prostaglandina-D sintasi
EC 5.4 Transferasi intramolecolari
Catalizzano il trasferimento di gruppi funzionali da una parte all’altra di una molecola. Sono a loro divisi in sottoclassi sulla base del gruppo funzionale che è trasferito ovvero gruppo:
- Acilico (EC 5.4.1) come la lisolecitina acilmutasi che catalizza la reazione 2- lisolecitina → 3- lisolecitina
- Fosforico (EC 5.4.2) come la fosfoglucomutasi che catalizza la reazione glucosio 1-fosfato → glucosio 6-fosfato
- Amminico (EC 5.4.3) come la lisina 2,3-ammonomutasi che catalizza la reazione L-lisina → (3S)-3,6-diamminoesanoato
- Idrossilico (EC 5.4.4) come la idrossiammino benzene mutasi che catalizza la reazione idrossiammino benzene → 2-amminofenolo
- Altri gruppi (EC 5.4.99) come la metilmalonil-CoA mutasi che catalizza la reazione (R)-metilmalonil-CoA → succinil CoA
EC 5.5 Liasi intramolecolari che catalizzano reazioni in cui un gruppo viene eliminato da una parte della molecola lasciando un doppio legame pur rimanendo legato alla molecola come nel caso della rottura di un anello
Un esempio è costituto dalla calcone isomerasi che catalizza la reazione calcone → flavone