Рис. 1. Карта метаболического пути синтеза лизина. Ссылка на карту метаболического пути в базе данных KEGG: map00300. Все метаболические пути, с которым связан биосинтез лизина, раскрашены, а соответствующие вещества, через которые осуществляется связь, обрамлены квадратами тех же цветов.
Ссылка на страницу биохимического пути в базе данных KEGG.
Рассматриваемый метаболический путь (Рис. 1) приводит к синтезу лизина, положительно заряженной алифатической аминокислоты. Данная аминокислота не синтезируется в организме человека и является для него незаменимой. Недостаток этой аминокислоты у животных приводит к патологическим иммунодефицитным состояниям.
Лизин может образовываться из аспартата или же из продуктов цикла Кребса (альфа-кетоглутарат) и гликолиза (ацетил-КоА). Метаболический путь синтеза лизина также связан с образованием пептидогликанов у бактерий и синтезом различных алкалоидов растений, а также метаболизмом других аминокислот (глицин, серин и треонин).
| Домен: | Эукариоты |
| Царство: | Растения |
| Отдел: | Зеленые водоросли |
| Класс: | Mamiellophyceae |
| Порядок: | Mamiellales |
| Семейство: | Bathycoccaceae |
| Род: | Ostreococcus |
| Вид: | Ostreococcus lucimarinus |
Рис. 2. Метаболический путь синтеза лизина Ostreococcus lucimarinus.
| Домен: | Прокариоты |
| Царство: | Археи |
| Филум: | Crenarchaeota |
| Класс: | Thermoprotei |
| Порядок: | Thermoproteales |
| Семейство: | Thermofilaceae |
| Род: | Thermofilum |
| Вид: | Thermofilum adornatus |
Рис. 3. Метаболический путь синтеза лизина Thermofilum adornatus.
| Домен: | Прокариоты |
| Царство: | Бактерии |
| Филум: | Proteobacteria |
| Класс: | Gammaproteobacteria |
| Порядок: | Enterobacteriales |
| Семейство: | Enterobacteriaceae |
| Род: | Escherichia |
| Вид: | Escherichia albertii |
Рис.4. Метаболический путь синтеза лизина Escherichia albertii.
Все 3 организма имеют фермент 4.3.3.7 (4-hydroxy-tetrahydrodipicolinate synthase). Помимо этого фермента Thermofilum adornatus имеет только фермент 3.5.1.18 (succinyl-diaminopimelate desuccinylase). Исходя из этого можно сделать вывод о том, что выбранная архея не способна осуществлять синтез лизина самостоятельно. Escherichia albertii и Ostreococcus lucimarinus способны осуществлять всю цепочку превращений от аспартата к лизину, при этом они не способны задействовать продукты гликолиза и цикла Кребса для синтеза лизина. Escherichia albertii также имеет ферменты 6.3.2.13 и 6.3.2.10, позволяющие использовать промежуточные продукты биосинтеза лизина для синтеза муреина, необходимого для построения клеточной стенки.
На рис.5 представлена реакция R01773. На рис.1. она обведена красным цветом.
L-Homoserine + NAD+ = L-Aspartate 4-semialdehyde + NADH + H+
C00263 + C00003 = C00441 + C00004 + C00080
Рис.5. Реакция окисления L-Homoserine.
© Макиевская Кьяра, 2019