Ферменты и метаболические пути. База данных KEGG

Общие сведения о метаболическом пути 906

Биосинтез каротиноидов (Carotenoid biosynthesis): map00906

https://www.genome.jp/dbget-bin/www_bget?map00906

In [12]:
from IPython.display import Image
Image(filename='cb_c.png')
Out[12]:

Наряду с зелеными пигментами в хлоропластах и хроматофорах содержатся пигменты, относящиеся к группе каротиноидов. Каротйнойды — это желтые и оранжевые пигменты алифатического строения, производные изопрена. Каротйнойды содержатся во всех высших растениях и у многих микроорганизмов. Это самые распространенные пигменты с разнообразными функциями. Каротинойды, содержащие кислород, получили название ксантофиллы. Основными представителями каротиноидов у высших растений являются два пигмента — каротин (оранжевый) и ксантофилл (желтый). Каротин состоит из 8 изопреновых остатков. При разрыве углеродной цепочки пополам и образовании на конце спиртовой группы каротин превращается в 2 молекулы витамина А. Обращает на себя внимание сходство в структуре фитоласпирта, входящего в состав хлорофилла, и углеродной цепочки, соединяющей пионовые кольца каротина. Предполагается, что фитол возникает как продукт гидрирования этой части молекулы каротиноидов. Поглощение света каротиноидами, их окраска, а также способность к окислительно-восстановительным реакциям обусловлены наличием конъюгированных двойных связей, b каротин имеет два максимума поглощения, соответствующие длинам волн 482 и 452 нм. В отличие от хлорофиллов каротиноиды не поглощают красные лучи, а также не обладают способностью к флуоресценции. Подобно хлорофиллу каротиноиды в хлоропластах и хроматофорах находятся в виде нерастворимых в воде комплексов с белками.

  • beta-Carotene biosynthesis, GGAP => beta-carotene (синий)
  • Abscisic acid biosynthesis, beta-carotene => abscisic acid (зеленый)

Метаболический путь 906 в разных доменах жизни

Бактерия

Cronobacter dublinensis

In [3]:
Image(filename='b.png')
Out[3]:

Архея

Haloarcula marismortui

In [4]:
Image(filename='a.png')
Out[4]:

Эукариот

Arabidopsis thaliana (thale cress)

In [5]:
Image(filename='e.png')
Out[5]:

Как видно из карт из ферментов, участвующих в метаболическом пути 906, большинство отсутствуют у архей и часть у бактерий. Из этого можно сделать вывод, что у Haloarcula marismortui биосинтеза каратиноидов вообще нет. У бактерий редуцирована ветка синтеза абсцизовой кислоты, что является довольно существенной утратой. У эукариот присутствуют ферменты, участвующие во многих реакциях пути 906. Существенно то, что у каждого организма в метаболическом пути участвуют свои ферменты, часто даже не гомологичные тем, которые участвуют в соответсвующих реакциях в других организмах.

Реакция R07850 в базе данных KEGG

alpha-Carotene + [Reduced NADPH---hemoprotein reductase] + Oxygen <=> alpha-Cryptoxanthin + [Oxidized NADPH---hemoprotein reductase] + H2O

альфа-каротин + [восстановленный НАДФН --- гемопротеин редуктаза] + кислород <=> альфа-криптоксантин + [окисленный НАДФН --- гемопротеин редуктаза] + H2O

восстановленный НАДФН - C03024
окисленный НАДФН - C03161

In [8]:
Image(filename='r.png')
Out[8]:

Ссылка на страницу данной реакции в БД KEGG REACTION (идентификатор - R07850):

https://www.genome.jp/dbget-bin/www_bget?R07850+RC01963

In [9]:
Image(filename='r_c.png')
Out[9]:
In [17]:
Image(filename='nad.png')
Out[17]:

Данная реакция на рисунке метаболического пути 906

In [14]:
Image(filename='cb_co.png')
Out[14]:
In [ ]: