KEGG PATHWAY
Общие сведения о биосинтезе лизина
Как видно из названия, рассматриваемый метаболический путь (Рис. 1) приводит к синтезу лизина, алифатической аминокислоты, проявляющей оснóвные свойства за счёт наличия дополнительной аминогруппы. Примечательно, что данная аминокислота не синтезируется в организме человека и является для него незаменимой [0]. Недостаток этой аминокислоты у животных приводит к иммунодефицитным состояниям [1].
Как видно из Рис. 1, лизин может образовываться из аспартата или же из продуктов цикла Кребса (α-кетоглутарат) и гликолиза (ацетил-КоА). [2]. Метаболический путь синтеза лизина также связан с образованием пептидогликанов у бактерий и синтезом различных алкалоидов растений, а также метаболизмом других аминокислот (глицин, серин и треонин). На Рис. 1 все метаболические пути, с которым связан биосинтез лизина, обведены кругами, а соответствующие вещества, через которые осуществляется связь, выделены квадратами.
Биосинтез лизина в разных доменах жизни
Для работы были выбраны следующие организмы: Carica papaya L. (Рис. 2, Папайя, представитель эукариот), Salmonella enterica serovar Cubana (Рис.3, представитель бактерий) и Thermofilum adornatus (Рис.4, представитель архей). Таблица 1 содержит данные о систематическом положении выбранных организмов. Все три организма фермент 4.3.3.7 (4-hydroxy-tetrahydrodipicolinate synthase). Помимо этого фермента, Thermofilum adornatus имеет только фермент 3.5.1.18 (succinyl-diaminopimelate desuccinylase). Исходя из этих данных (Рис. 4), можно сделать вывод, что выбранная архея не способна осуществлять синтез лизина самостоятельно. Папайя и Salmonella Cubana способны осуществлять всю цепочку превращений от аспартата к лизину, при этом они не способны задействовать продукты цикла Кребса и гликолиза для синтеза лизина (Рис. 2 и 3). Также Salmonella Cubana имеет ферменты 6.3.2.13 и 6.3.2.10 (Рис. 3), позволяющие использовать промежуточные продукты биосинтеза лизина для синтеза муреина, необходимого для построения клеточной стенки.
| Carica papaya | Salmonella enterica serovar Cubana | Thermofilum adornatus | |||
|---|---|---|---|---|---|
| Kingdom | Plantae | Superkingdom | Bacteria | Superkingdom | Archaea |
| Subkingdom | Viridiplantae | Phylum | Proteobacteria | Phylum | Crenarchaeota |
| Class | Magnoliopsida | Class | Gammaproteobacteria | Class | Thermoprotei |
| Order | Brassicales | Order | Enterobacterales | Order | Thermoproteales |
| Family | Caricaceae | Family | Enterobacteriaceae | Family | Thermofilaceae |
| Genus | Carica L | Genus | Salmonella | Genus | Thermofilum |
| Species | Carica papaya L. | Species | Salmonella enterica serovar Cubana | Species | Thermofilum adornatus |
Таблица 1. Таксономическое положение выбранных организмов
Реакция окисления Прегнанолона в базе данных KEGG.
На рисунке 4 представлена реакция R04846
Pregnanolone + NADP+ <=> 5beta-Pregnane-3,20-dione + NADPH + H+ или
C05480 + C00006 <=> C05479 + C00005 + C00080
Источники
[0] Р. Марри, Д. Греннер. Биохимия человека. 21-32.
[1] Chen C, Sander JE, Dale NM (2003). «The effect of dietary lysine deficiency on the immune response to Newcastle disease vaccination in chickens». Avian Dis. 47 (4): 1346–51.
[2] KEGG, MAP00300
