1. Общие сведения о метаболическом пути биосинтеза беталаинов

Рисунок 1. Метаболический путь map00965 биосинтеза беталаинов из базы данных KEGG

Беталаины - водорастворимые азотсодержащие пигменты, характерные для растений порядка Caryophyllales и также встречающиеся у представителей высших грибов. В качестве хромофора беталаинов выступает беталаминовая кислота. В зависимости от придаваемой окраски беталаины делятся на бетацианины (красновато-фиолетовая) и бетаксантины (желто-оранжевая). Конденсация беталаминовой кислоты с аминокислотами в растениях происходит спонтанно.

С данным метаболическим путем непосредственно связан только один путь - биосинтез тирозина через L-тирозин.

2. Метаболический путь биосинтеза тирозина в разных доменах жизни

Поскольку распространение беталаинов ограничено одним порядком в таксономии растений и немногочисленными представителями среди грибов, для выполнения заданий этой части было решено выбрать метаболический путь биосинтеза тирозина, связанный с биосинтезом рассмотренных выше пигментов.

Рисунок 2. Карта метаболического пути биосинтеза тирозина грамотрицательной бактерии Yersinia pestis CO92

Рисунок 3. Карта метаболического пути биосинтеза тирозина археи Methanococcoides burtonii

Рисунок 4. Карта метаболического пути биосинтеза тирозина пеницилла Penicillium rubens

Можно видеть, что набор ферментов всех трех путей довольно схож по составу вплоть до образования префената - начальное вещество в биосинтезе тирозина. Ферменты дальнейшего пути от префената до 4-гидроксифенилпирувата и, наконец, до тирозина варьируются, но в целом цепь сохраняется. Исходя из этого, можно предположить, что каждый из выбранных организмов способен с синтезу тирозина.

3. Реакция окислительного декарбоксилирования префената в базе данных KEGG

Из рассмотренного выше метаболического пути биосинтеза тирозина была выбрана реакция окислительного декарбоксилирования префената с образованием 4-гидроксифенилпирувата. В базе данных KEGG REACTION ей соответствует идентификатор R01730 На рисунке 4 реакция выделена оранжевым цветом. На рисунке ниже приведена схема реакции. Участвующие в реакции вещества (слева направо): префенат, NADP+, NADPH, 3-(4-гидроксифенил)пируват.