На страницу четвертого семестра

Метаболические пути. KEGG.

Поиск ферментативной реакции по названиям субстрата и продукта

  1. Субстрат: D-Ribulose 5-phosphate
  2. Продукт: D-Xylulose 5-phosphate
  3. Реакция: D-Ribulose 5-phosphate <=> D-Xylulose 5-phosphate(обратимая)
  5. Фермент — ribulose-phosphate 3-epimerase (рибулоза-фосфат 3-эпимераза)
  6. Расшифровка кода фермента:
    1. Код — 5.1.3.1
    2. 5. Isomerases (Изомеразы)
    3. 5.1. Racemases and Epimerases (Рацемазы / эпимеразы)
    4. 5.1.3. Acting on Carbohydrates and Derivatives (Функционирующие на карбогидратах и их производных)
    5. 5.1.3.1. ribulose-phosphate 3-epimerase (рибулоза-фосфат 3-эпимераза)
  7. Метаболический путь: Pentose phosphate pathway (метаболизм пентафосфатов) (помимо данного пути фермент приимает участие еще в 2х путях)
  8. Cубстрат мог возникнуть в результате 4-х реакций, из них одна - из пути Pentose and glucuronate interconversions (взаимопереходы пентоз и глюкоронатов). Мог возникнуть из 6-phospho-D-gluconate (6-фосфо-D-глюконат) (катализируется — 1.1.1.44)
  9. У продукта в данном примере — один путь — превращение в D-gluceraldehyde-3P (D-глицеральдегид-3P) (катализирется — 4.1.2.9)

Поиск случая одновременного катализа одной реакции большим, чем один, числом ферментов

  1. Различие в двух запросах для поиска.
    Предлагается описать различие результатов для двух запросов: Cysteine metabolism и Cysteine metabolism reference map
    Получаем:
    а) Database: PATHWAY Search term: Cysteine metabolism (Total 376 hits) (мы получили список всех разделов, в которых упоминается метаболизм цистеина. Если быть точнее, мы получили список всех описанных путей метаболизма цистеина для всех организмов; на каждом пути подкрашены конкертно те ферменты, которые у даного организма принимают участие в метаболизме цистеина)
    b) Database: PATHWAY Search term: Cysteine metabolism reference map (Total 1 hits) (мы получили только один хит — общее описание пути метаболизма цистеина из которого уже потом можно получить информацию о путях для различных организмов)
  2. Данный путь — метаболизм цистеина, будет рассматриваться фрагмент пути, изображенный справа: (ферменты 2.5.1.47 и 2.5.1.49)
  3. В данном пути они катализируют реакцию O-ацетил-L-серин → L-цистеин.
    Из них основным для данной реакции является 2.5.1.47 — цистеинсинтаза. Цистеинсинтаза катализирует следующую реакцию: O3-acetyl-L-serine + hydrogen sulfide → L-cysteine + acetate. У него есть кофактор - Pyridoxal phosphate. Помимо данного пути, участвует в метаболизме серы и селена. В качестве акцептора могут выступать пиразол, цианиды и некоторые гетероциклы.
    Второй фермент (2.5.1.49 — O-ацетилгомосерин аминокарбоксипропилтрансфераза, или метионинсинтаза; впрочем второе название больше подходит для другого фермента) так же способен катализировать данную реакцию, однако медленнее, чем предыдущий. Участвует так же в метаболизме метионина. При действии на H2S и тиолы дает гомоцистеин и тиоэфиры

Cравнение биосинтеза орнитина у E.coli и Homo sapiens

Сравнивать будем по карте метаболизма аргинина и пролина, так как в карте метаболизма орнитина и аргинина нет информации о метаболизме для E.coli, есть только для человека. Основываясь на этой карте, можно сказать, что в организме человека прямой синтез орнитина из аргинина не возможен. Для кишечной палочки верно то же утверждение; поэтому следует обратиться к карте метаболизма аргинина и пролина

Метаболизм аргинина и пролина у кишечной палочки
Метаболизм аргинина и пролина у человека
Как видно, у человека орнитин образуется сразу и без проблем, а у E.coli — из аргинина напрямую нет, только через две стадии (без фермента 3.5.3.1)
Необходимо отметить, что побочным продуктом синтеза орнитина у человека является мочевина (L-arginine + H2O = L-ornithine + urea), которая в данной реакции у E.coli не образуется по причине отсутствия реакции.
Возможно это одно из ключевых отличий в биосинтезе данного продукта у двух организмов, так как делать какие-либо выводы на основе отсутствия реакции синтеза орнитина из аргинина у данного организма нельзя, так как орнитин у палочки может образоваться еще и из L-шлутамата 5-полуальдегида.

© Галкин Иван, 2006