Перейти на страницу четвертого семестра

Биосинтез аспартата из пирувата.Поиск с помощью KEGG.

  • Поиск графических формул и идентификаторов заданных низкомолекулярных веществ в KEGG
    Поиск производился на сайте Биоинформатического Центра Института Химический Исследований Университета Киото

    Задание: определить пути биосинтеза аспартата из пирувата.
    Поиск производился в базе данных лигандов по английским названиям: рyruvate и aspartate

    Результат:

    Название лиганда Идентификатор KEGG Графическая формула вещества
    Русское Английское
    пируват рyruvate C00022
    аспартат L-Aspartate C00049
    аспартат D-Aspartate C00402

    Сначала Был выбран L-Aspartate, а не D-Aspartate, поскольку L-Aspartate - это оптический изомер встречающийся в белках и в организмах гораздо чаще(хотя конечно можно выбрать и D-Aspartate и поскольку он встретился на метаболической карте для L-Aspartate я приведу данные и для него).

  • Поиск метаболического пути. Выделение цветом пути биосинтеза аспартата из пирувата.

    Поиск метаболичечского пути раскраска нужного участка производилась с помощью Color Objects in KEGG Pathways

    По найденным в первом задании идентификаторам вышли на карту метаболизма аланина и аспартата map00252 Alanine and aspartate metabolism
    Запрос для поиска метаболического пути в котором происходит биосинтез L-аспартата из пирувата и их расскраски был сделан такой запрос: 
    cpd:c00022 red
cpd:c00049 red
    На выбранной метаболической карте путь биосинтеза L-аспартата из пирувата проходит в 2 этапа, и еще за одну стадию из L-аспартата синтезируется D-Aspartate (это обычная оностадийная изомеризация проходящая в обе стороны).

    Текстовый файл с итоговым запросом выглядит так: 
    cpd:c00049 red
cpd:c00022 red
cpd:c00402 red
ec:2.6.1.1 yellow
ec:6.4.1.1 yellow
ec:5.1.1.13 yellow



    Красным на рисунке обозначены исходное вещество и продукт синтеза. Жёлтым выделены все ферменты, катализирующие превращение.

  • Исследование превращения фосфоенолпирувата в триптофан.

    Синтез L-аспартата проходит в 2 этапа и еще 1 этап для изомеризации L-аспартата в D-аспартата.

    Охрактеризуем 1 этап: это реакция карбоксилирования она проходит так: на CH3 группе пирувата образуется отрицательный заряд, это легко может произойти, т.к. эта группа в находися в α положении к кетогруппе, затем эта группа аткует углерод угольной кислоты, потому что на нем заряд σ+, затем присоединенная СО2 группа стабилизируется протоном и образуется оксалоацетат. Схема реакции: 

    ATP + Pyruvate + HCO3- <=> ADP + Orthophosphate + Oxaloacetate



    Возможный путь превращения пирувата в L-аспартат, а затем и в D-аспартат.
    Этап
    Ферментативная реакция
    Фермент
    1 ATP + pyruvate + HCO3- = ADP + phosphate + oxaloacetate EC 6.4.1.1 
    2 L-Aspartate + 2-Oxoglutarate <=> Oxaloacetate + L-Glutamate 2.6.1.1
    3 L-Aspartate <=> D-Aspartate EC 5.1.1.13


  • Осуществимость выбранной цепочки реакций у конкретных организмов.

    Организм
    Возможно ли превращение фосфоенолпирувата в фенилаланин по данным KEGG?
    Краткое обоснование
    Homo sapiens Да для L-аспартата,нет дляD-аспартата. Нет синтеза D-аспартата, т.к. нет изомеразы (ЕС 5.1.1.13) для её синтеза из L-аспартата.
    Escherichia coli Нет Нет фермента для синтеза оксалоацетата из пирувата(6.4.1.1).
    Pseudomonas aeruginosa PAO1 Да для L-аспартата,нет дляD-аспартата. Нет синтеза D-аспартата, т.к. нет изомеразы (ЕС 5.1.1.13) для её синтеза из L-аспартата.
    Methanococcus janaschii Да для L-аспартата,нет дляD-аспартата. Нет синтеза D-аспартата, т.к. нет изомеразы (ЕС 5.1.1.13) для её синтеза из L-аспартата..