map00380 Tryptophan metabolism
Так как триптофан является незаменимой аминокислотой, он не синтезируется в организме человека и других животных, поэтому он должен присутствовать в рационе в виде триптофансодержащих белков.Растения и микроорганизмы обычно синтезируют триптофан из шикимовой кислоты или антранилата: антранилат конденсируется с фосфорибозилпирофосфатом (PRPP), образуя пирофосфат в качестве побочного продукта. Кольцо рибозной части вскрывают и подвергают восстановительному декарбоксилированию с получением индол-3-глицеролфосфата, который, в свою очередь, превращается в индол. На последнем этапе триптофан-синтаза катализирует образование триптофана из индола и аминокислоты Серина.
Биосинтез триптофана
Остатки триптофана играют особую роль в «закреплении» мембранных белков внутри клеточной мембраны. Кроме того, триптофан функционирует как биохимический предшественник для следующих соединений:сератонин, мелатонин, ниацин, ауксины и др.
1. Биосинтез триптофана связан через триптофан
2. Гликолиз через Acetyl-CoA
3. Деградатиция бензоата y-Oxalocrotonate
4. Метаболизм никотинамида чеоез Quinolinate
5. Деградация аминобензоата через Anthranilate
на рисунке "TRYPTOPHAN METABOLISM" вещества, через которые осуществляется связь, выделены красным.
У человека присутствует много ферментов, относимых к данному пути:
6999 TDO2; tryptophan 2,3-dioxygenase [KO:K00453] [EC:1.13.11.11] 3620 IDO1; indoleamine 2,3-dioxygenase 1 [KO:K00463] [EC:1.13.11.52] 169355 IDO2; indoleamine 2,3-dioxygenase 2 [KO:K00463] [EC:1.13.11.52] 125061 AFMID; arylformamidase [KO:K01432] [EC:3.5.1.9] 8564 KMO; kynurenine 3-monooxygenase [KO:K00486] [EC:1.14.13.9] 8942 KYNU; kynureninase [KO:K01556] [EC:3.7.1.3] 23498 HAAO; 3-hydroxyanthranilate 3,4-dioxygenase [KO:K00452] [EC:1.13.11.6] 130013 ACMSD; aminocarboxymuconate semialdehyde decarboxylase [KO:K03392] [EC:4.1.1.45] 64577 ALDH8A1; aldehyde dehydrogenase 8 family member A1 [KO:K23234] [EC:1.2.1.32] 55526 DHTKD1; dehydrogenase E1 and transketolase domain containing 1 [KO:K15791] [EC:1.2.4.2] 1743 DLST; dihydrolipoamide S-succinyltransferase [KO:K00658] [EC:2.3.1.61] 1738 DLD; dihydrolipoamide dehydrogenase [KO:K00382] [EC:1.8.1.4] 2639 GCDH; glutaryl-CoA dehydrogenase [KO:K00252] [EC:1.3.8.6] 3030 HADHA; hydroxyacyl-CoA dehydrogenase trifunctional multienzyme complex subunit alpha [KO:K07515] [EC:1.1.1.211 4.2.1.17] 1962 EHHADH; enoyl-CoA hydratase and 3-hydroxyacyl CoA dehydrogenase [KO:K07514] [EC:5.3.3.8 1.1.1.35 4.2.1.17] 1892 ECHS1; enoyl-CoA hydratase, short chain 1 [KO:K07511] [EC:4.2.1.17] 3033 HADH; hydroxyacyl-CoA dehydrogenase [KO:K00022] [EC:1.1.1.35] 39 ACAT2; acetyl-CoA acetyltransferase 2 [KO:K00626] [EC:2.3.1.9] 38 ACAT1; acetyl-CoA acetyltransferase 1 [KO:K00626] [EC:2.3.1.9] 56267 KYAT3; kynurenine aminotransferase 3 [KO:K00816] [EC:2.6.1.64 4.4.1.13 2.6.1.7] 883 KYAT1; kynurenine aminotransferase 1 [KO:K00816] [EC:2.6.1.64 4.4.1.13 2.6.1.7] 51166 AADAT; aminoadipate aminotransferase [KO:K00825] [EC:2.6.1.39 2.6.1.7] 121278 TPH2; tryptophan hydroxylase 2 [KO:K00502] [EC:1.14.16.4] 7166 TPH1; tryptophan hydroxylase 1 [KO:K00502] [EC:1.14.16.4] 1644 DDC; dopa decarboxylase [KO:K01593] [EC:4.1.1.105 4.1.1.28] 4129 MAOB; monoamine oxidase B [KO:K00274] [EC:1.4.3.4] 4128 MAOA; monoamine oxidase A [KO:K00274] [EC:1.4.3.4] 217 ALDH2; aldehyde dehydrogenase 2 family member [KO:K00128] [EC:1.2.1.3] 224 ALDH3A2; aldehyde dehydrogenase 3 family member A2 [KO:K00128] [EC:1.2.1.3] 219 ALDH1B1; aldehyde dehydrogenase 1 family member B1 [KO:K00128] [EC:1.2.1.3] 501 ALDH7A1; aldehyde dehydrogenase 7 family member A1 [KO:K14085] [EC:1.2.1.3 1.2.1.8 1.2.1.31] 223 ALDH9A1; aldehyde dehydrogenase 9 family member A1 [KO:K00149] [EC:1.2.1.3 1.2.1.47] 316 AOX1; aldehyde oxidase 1 [KO:K00157] [EC:1.2.3.1] 438 ASMT; acetylserotonin O-methyltransferase [KO:K00543] [EC:2.1.1.4] 15 AANAT; aralkylamine N-acetyltransferase [KO:K00669] [EC:2.3.1.87] 1543 CYP1A1; cytochrome P450 family 1 subfamily A member 1 [KO:K07408] [EC:1.14.14.1] 1544 CYP1A2; cytochrome P450 family 1 subfamily A member 2 [KO:K07409] [EC:1.14.14.1] 1545 CYP1B1; cytochrome P450 family 1 subfamily B member 1 [KO:K07410] [EC:1.14.14.1] 11185 INMT; indolethylamine N-methyltransferase [KO:K00562] [EC:2.1.1.96 2.1.1.49] 259307 IL4I1; interleukin 4 induced 1 [KO:K03334] [EC:1.4.3.2] 26 AOC1; amine oxidase, copper containing 1 [KO:K11182] [EC:1.4.3.22] 847 CAT; catalase [KO:K03781] [EC:1.11.1.6]
Реакции, катализиреумые этими ферментыми образуют последовательные цепочки, на рисунки выделены зеленым.
Цепочки реакций ведут к конечным веществам
C00024 Acetyl-CoA C00078 L-Tryptophan C00108 Anthranilate C00322 2-Oxoadipate C00328 L-Kynurenine C00331 Indolepyruvate C00332 Acetoacetyl-CoA C00398 Tryptamine C00463 Indole C00527 Glutaryl-CoA C00632 3-Hydroxyanthranilate C00637 Indole-3-acetaldehyde C00643 5-Hydroxy-L-tryptophan C00780 Serotonin C00877 Crotonoyl-CoA C00954 Indole-3-acetate C00955 Indole-3-ethanol C00978 N-Acetylserotonin C01111 7,8-Dihydroxykynurenate C01144 (S)-3-Hydroxybutanoyl-CoA C01249 7,8-Dihydro-7,8-dihydroxykynurenate C01252 4-(2-Aminophenyl)-2,4-dioxobutanoate C01598 Melatonin C01717 4-Hydroxy-2-quinolinecarboxylic acid C01987 2-Aminophenol C02161 2-Aminophenoxazin-3-one C02172 N-Acetylisatin C02220 2-Aminomuconate C02298 N-Acetylindoxyl C02470 Xanthurenic acid C02693 (Indol-3-yl)acetamide C02700 L-Formylkynurenine C02775 2,3-Dihydroxyindole C02937 Indole-3-acetaldehyde oxime C02938 3-Indoleacetonitrile C03227 3-Hydroxy-L-kynurenine C03230 (Indol-3-yl)glycolaldehyde C03453 gamma-Oxalocrotonate C03574 2-Formylaminobenzaldehyde C03722 Quinolinate C03824 2-Aminomuconate semialdehyde C04409 2-Amino-3-carboxymuconate semialdehyde C05634 5-Hydroxyindoleacetaldehyde C05635 5-Hydroxyindoleacetate C05636 3-Hydroxykynurenamine C05637 4,8-Dihydroxyquinoline C05638 5-Hydroxykynurenamine C05639 4,6-Dihydroxyquinoline C05640 Cinnavalininate C05641 5-(3'-Carboxy-3'-oxopropenyl)-4,6-dihydroxypicolinate C05642 Formyl-N-acetyl-5-methoxykynurenamine C05643 6-Hydroxymelatonin C05644 3-Methylindolepyruvate C05645 4-(2-Amino-3-hydroxyphenyl)-2,4-dioxobutanoate C05646 5-Hydroxyindolepyruvate C05647 Formyl-5-hydroxykynurenamine C05648 5-Hydroxy-N-formylkynurenine C05651 5-Hydroxykynurenine C05652 4-(2-Amino-5-hydroxyphenyl)-2,4-dioxobutanoate C05653 Formylanthranilate C05654 5-(2'-Formylethyl)-4,6-dihydroxypicolinate C05655 5-(2'-Carboxyethyl)-4,6-dihydroxypicolinate C05656 5-(3'-Carboxy-3'-oxopropyl)-4,6-dihydroxypicolinate C05658 Indoxyl C05659 5-Methoxytryptamine C05660 5-Methoxyindoleacetate C05663 6-Hydroxykynurenate C05830 8-Methoxykynurenate C05831 3-Methoxyanthranilate C05832 5-Hydroxyindoleacetylglycine C05834 3-Methyldioxyindole C05835 2-Formaminobenzoylacetate C05837 Glucobrassicin C06212 N-Methylserotonin C06213 N-Methyltryptamine C10164 Picolinic acid C16516 Indolylmethylthiohydroximate C16517 Indolylmethyl-desulfoglucosinolate C16518 S-(Indolylmethylthiohydroximoyl)-L-cysteine C17203 N-Hydroxyl-tryptamine C22006 (R)-(Indol-3-yl)lactate
Из данных приведенных выше можно заключить,что организм способен осуществлять отдельные цепочки пути метаболизма триптофана
2. Кишечная палочка(Escherichia coli K-12 MG1655)(Bacteria (5068)
Gammaproteobacteria - Enterobacteria (464)
Escherichia (68))
У бактерии присутствуют ферменты, относимые к данному пути:
b0727 sucB; dihydrolipoyltranssuccinylase [KO:K00658] [EC:2.3.1.61] b0116 lpd; lipoamide dehydrogenase [KO:K00382] [EC:1.8.1.4] b1393 paaF; putative 2,3-dehydroadipyl-CoA hydratase [KO:K01692] [EC:4.2.1.17] b3846 fadB; dodecenoyl-CoA delta-isomerase, enoyl-CoA hydratase, 3-hydroxybutyryl-CoA epimerase, 3-hydroxyacyl-CoA dehydrogenase [KO:K01825] [EC:5.3.3.8 5.1.2.3 4.2.1.17 1.1.1.35] b2341 fadJ; 3-hydroxyacyl-CoA dehydrogenase FadJ [KO:K01782] [EC:5.1.2.3 4.2.1.17 1.1.1.35] b2224 atoB; acetyl-CoA acetyltransferase [KO:K00626] [EC:2.3.1.9] b2844 yqeF; putative acyltransferase [KO:K00626] [EC:2.3.1.9] b3708 tnaA; tryptophanase [KO:K01667] [EC:4.1.99.1] b1732 katE; catalase II [KO:K03781] [EC:1.11.1.6] b3942 katG; hydroperoxidase I [KO:K03782] [EC:1.11.1.21]
Однако реакции, катализируемые этими ферментами, не образют цепочки. Триптофан в бактерии проходит небольшую часть метаболизма, а именно превращается в индол(4.1.99.1)
3. Methanocaldococcus jannaschii(
Archaea (287)
Euryarchaeota (196)
Methanocaldococcus)
У архей совсем мало ферментов, относимыч к данному пути:
MJ_0636 dihydrolipoamide dehydrogenase [KO:K00382] [EC:1.8.1.4] MJ_1549 3-keto-acyl-CoA thiolase [KO:K00626] [EC:2.3.1.9]
Реакции не обрзуют цепочки, из чего можно заключить, что у архей нет метаболизма триптофана
Реакция: Альдегид + НАД+ + H2O <=> Карбоксилат + NADH + H+
