Synthase

Über Synthase:

Synthase ist ein Enzym, das die Synthese neuer Verbindungen im Körper katalysiert. Aus diesem Grund ist es ein unglaublich häufiges und vielfältiges Enzym, das sowohl bei Arten höherer als auch niedrigerer Ordnung vorkommt.
Es ist wichtig zu beachten, dass sich die Definition dessen, was eine Synthase ausmacht, im Laufe der Zeit geändert hat. Anfangs gab es einen Unterschied in der biologischen Nomenklatur, die Synthasen und Synthetasen unterschied. Synthasen verwendeten nach der ursprünglichen Definition keine Energie aus Nukleotidtriphosphaten wie ATP, während Synthetasen dies taten.
Die Gemeinsame Kommission für biochemische Nomenklatur aktualisierte jedoch die Definition und beschrieb eine Synthase als jedes Enzym, das die Synthese katalysiert, unabhängig von der Energiequelle. Sie dekretierten dann, dass Synthetasen jetzt gleichbedeutend mit Ligase sind.

Synthasefunktion
Monoterpensynthasen kommen in Pflanzen vor und helfen ihnen, die Terpene zu bilden, die sie benötigen, um sich gegen die Bedrohungen in ihrer Umwelt zu verteidigen. Interessanterweise können Synthasen verwendet werden, um eine enorme Vielfalt von Strukturen innerhalb der Pflanze zu schaffen, wobei einige Arten mehr als tausend individuell identifizierbare Strukturen in ihrer Entwicklung aufbauen.
Synthase ist auch in der Kapselstruktur, in der Synthese und in der Regelung entscheidend. Forscher, die 2015 in Streptococcus Pneumoniae veröffentlichten, stellten fest, dass sich die Synthase-CPS-Biosynthese, wie sie von den Serotypen 3 und 37 verwendet wird, stark von den in der Vergangenheit beschriebenen Mechanismen unterscheidet.
Einige Synthasen werden auch in der Human- und Tierernährungsindustrie eingesetzt. Pfa-Synthase zum Beispiel ist ein Beispiel für FAS / PKS-Biosyntheselogik, die eine Vielzahl von Molekülen mit vielen wirtschaftlichen Anwendungen produzieren kann. Die kommerzielle Nutzung von Synthasen in Einzelzellproduktionsverfahren könnte beispielsweise zur Entwicklung billigerer und energieeffizienterer Methoden zur Herstellung biochemischer Produkte führen.

Synthase-Wechselwirkungen
Synthasen interagieren mit anderen Verbindungen in biologischen Strukturen auf vielfältige Weise. Bei der Synthase-CPS-Biosynthese binden CPSs über einen Phosphatidylglycerinmembrananker oder das Synthaseenzym an die Zelle. Daher ist bei der Synthase-abhängigen CPS-Biosynthese ein einzelnes Enzym für mehrere Schritte bei der Polymerisation von Polysacchariden verantwortlich. Somit initiiert Synthase nicht nur die Biosynthese selbst, sondern verbindet auch Molekülketten und stellt dann einen Mechanismus zur Verfügung, um sie auf andere Gewebe außerhalb des Syntheseorts zu verteilen.

Synthasemechanismen
Die genaue Funktionsweise von Synthasen ist noch Gegenstand wissenschaftlicher Untersuchungen.
Die frühen Arbeiten zu Synthasemechanismen konzentrierten sich auf Substratanaloga, die 5-Fluorouridin enthielten. Erste Untersuchungen deuteten auf den „Michael-Mechanismus“ hin, der die Addition von katalytischem Asp und C6 an den Pyrimidinring des isomerisierten Uridins beinhaltete.
Neuere Arbeiten lassen diese Schlussfolgerungen jedoch in Zweifel ziehen. Die Idee seit Miracco und Müller im Jahr 2011 weist auf den „Glycal-Mechanismus“ hin.“ Die Forscher postulierten diesen neuen Mechanismus, nachdem sie die Epimerisierung an der C2 ‚-Stelle des Riboserings von 5-Fluorouridin in RNA beobachtet hatten. Das Experiment zeigte, dass die enzymatische Aktivität nur durch Deprotonierung von C2‘ und anschließende erneute Protonierung unter Verwendung eines Glycal-Intermediats erklärt werden konnte. Ohne den Glycal-Mechanismus ist unklar, wie eine solche Reaktion stattfinden könnte.