Общие сведения о метаболическом пути биосинтеза аргинина

Для работы был выбран следующий биохимический путь: биосинтез аргинина.
Аргинин — частично-заменимая аминокислота. Аргинин синтезируется в организме человека в процессе обезвреживания аммиака. Аммиак NH3 постоянно образуется при мышечной работе в процессе превращения аминокислот в сахара. Это ядовитое соединение, и чтобы не произошло отравления клеток, его необходимо превратить в безопасные вещества. Одним из путей связывания аммиака является синтез мочевины, который происходит в печени, единственном органе, который содержит аргиназу – фермент, расщепляющий аргинин. Процесс синтеза мочевины, побочным продуктом которого является аргинин, известен как орнитиновый цикл Кребса – Гензелейта. Реакции орнитинового цикла происходят в митохондриях и цитоплазме клеток печени. В митохондриях печени аммиак соединяется с углекислым газом и водой под воздействием фермента карбамоилфосфатсинтетазы в присутствии ионов Магния и используя энергию двух молекул АТФ. Образуется вещество карбамоилфосфат. Затем аминогруппа с карбамоилфосфата переносится на аминокислоту орнитин, в результате чего получается аминокислота цитруллин (это видно и на данных от KEGG - смотреть рисунок 1). Цитруллин выходит из митохондрий в цитоплазму клеток печени, где происходят дальнейшие превращения: он соединяется с аспартатом (аспарагиновой кислотой) образуя аргининосукцинат, иначе говоря, аргининоянтарную кислоту (это видно и на данных от KEGG смотреть рисунок 1). Наконец, аргининосукцинат расщепляется на фумарат и аргинин. [1]

Метаболический путь аргинина в разных доменах жизни

Для последующей работы были выбраны:
1. Eukaryotes, Animals, Vertebrates, Mammals, Homo sapiens (human) (рисунок 2);
2. Prokaryotes, Bacteria, Gammaproteobacteria - Enterobacteria, Escherichia, Escherichia coli K-12 MG1655 (рисунок 3);
3. Prokaryotes, Archaea, Euryarchaeota, Methanocaldococcus, Methanocaldococcus jannaschii (рисунок 4).



Можно заметить, что у всех организмов образуются аминокислота цитруллин и аргининосукцинат. У бактерий и архей путь от глютамата (2.3.1.1) до н-ацетилорнитина (3.5.1.16) одинаков.

Реакция R00243 в базе данных KEGG

Ссылки: