Изображение 1. Карта метаболического пути аргинина из базы данных KEGG с идентификатором 00220.

Аргинин — алифатическая основная альфа-аминокислота. Существует в виде L- и D- изомеров. L-Аргинин входит в состав пептидов и белков, особенно высоко содержание аргинина в основных белках — гистонах и протаминах (до 85 %).
Аргинин — частично заменимая аминокислота. У взрослого и здорового человека аргинин вырабатывается организмом в достаточном количестве. В то же время, у детей и подростков, у пожилых и больных людей уровень синтеза аргинина часто недостаточен. Биосинтез аргинина осуществляется из цитруллина под действием аргининсукцинатсинтазы и аргининсукцинатлиазы.
Аргинин является одним из ключевых метаболитов в процессах азотистого обмена (в частности, в орнитиновом цикле млекопитающих и рыб). Аргинин является субстратом NO-синтаз в синтезе оксида азота NO, являющегося локальным тканевым гормоном с множественными эффектами — от противоспалительного до сосудистых эффектов (вазодилатация) и стимуляции ангиогенеза.

Связанные пути:
Цикл трикарбоновых кислот (через 2-оксоглутарат)
Метаболизм пиримидина, пролина, аланина, аспартата и глутамата, D-Arginine и D-ornithine.

Метаболический путь аргинина в разных доменах жизни:

Pluralibacter gergoviae

Рисунок 2. Схема биосинтеза аргинина у Pluralibacter gergoviae.

Gallus gallus (chicken)

Рисунок 3. Схема биосинтеза аргинина у Gallus gallus.

Methanocella conradii

Рисунок 4. Схема биосинтеза аргинина у Methanocella conradii.

Последовательное превращение 2-оксоглутарата в орнитин встречается у бактерий и архей и отсутствует у эукариот, у которых орнитин синтезируется напрямую из N-ацетилорнитина. Во всех трех токсинах присутствует превращение аспартата в фумарат, который является интермедиатором в Цикле Кребса. Из чего можно сделать вывод, что этот путь крайне важен для нормальной жизнедеятельности организмов в этих таксонах. Также во всех трех таксонах происходит реакция превращения NH3 в глутамин и обратная.

Из выбранного ранее метаболического пути была выбрана реакция окисления которая проводится с помощью 1.14.13.39 enzyme (на картинке). В базе данных KEGG REACTION она хранится под идентификатором R00557. Ниже на схеме изображена сама реакция, в которой участвуют (слева-направо): L-Arginine, O2, NADPH, H+, Nitric oxide, L-Citrulline, NADP+, H2O.

Рисунок 5. R00557