Отраслевые новости

Прислать новость

Расшифрован способ биосинтеза пирролизина

Биохимик Джозеф Кржыки (Joseph A. Krzycki) из Университета Огайо обнаружили, что единственным предшественником аминокислоты пирролизина – 22-ой генетически кодируемой аминокислоты – является лизин, а также определили биохимический способ его синтеза.

Результаты работы предоставляют новую информацию об эволюции аминокислот, а также могут привести к созданию новых производных аминокислот.

Аминокислота пирролизин (pyrrolysine) впервые была обнаружена в 2002 году в организме метанпроизводящей археобактерии. Пирролизин представляет лизин, с которым связанно метилированный пирролиновый цикл. Наличие метильной группы в пирролиновом фрагменте представляло собой самую большую загадку с точки зрения биохимического образования этой кислоты – исследователи предполагали, что источником метильной группы могут являться метионин, орнитин, глутамовая кислота, пролин или изолейцин.

Исследователи из Огайо генетически модифицировали бактерию Escherichia coli, добавив ей гены археобактерии, кодирующие экспрессию фермента, ответственного за перенос метильной группы и синтез пирролизина, после чего кормили бактерию лизином, обогащенным тяжелыми изотопами углерода и азота. Изучение распределения тяжелых изотопов углерода и азота в пирролизиновом остатке белка метилтрасферазы генетически модифицированной бактерии с помощью масс-спектрометрии показало, что единственным исходным сырьем для синтеза пирролизина является лизин. Кржыки отмечает, что хотя и можно было ожидать того, что источником лизильного фрагмента является лизин, исследователи не ожидали, что лизин окажется и строительным материалом для цикла.

Предполагается следующий механизм биосинтеза аминокислоты – фермент PylB конвертирует L-лизин в (3R)-3-метил-d-орнитин. Другой фермент, PylC, способствует взаимодействию второй молекулы L-лизин с орнитиновым интермедиатом. Третий фермент, PylD управляет отщеплением молекулы аммиака и образованию (3R)-3-метил-D-глутамил-полуальдегид-Nε-L-лизина, который в результате циклизации и дегидратации превращается в L-пирролизин.

Было обнаружено, что при опущении первого этапа и введении в клетку d-орнитина и лизина ферменты PylC и PylD продолжают функционировать, однако в этом случае конечным продуктом биохимической цепочки является дезметилпирролизин, в котором вместо метильной группы в цикле содержится атом водорода. Тот факт, что при взаимодействии с субстратом, отличающимся от их обычного субстрата, ферментативные реакции приводят к образованию других продуктов, позволяет предположить, что биосинтетическая система может применяться и для синтеза других аминокислот, не встречающихся в природе.

Помимо перспективы практического применения нового биосинтетического маршрута, результаты работы могу оказаться полезными и для фундаментальной науки – результаты работы позволяют глубже понять, как происходит эволюция и встраивание в генетический код аминокислот, а это, в свою очередь, позволяет отследить «биологическую историю» той или иной аминокислоты.

Источник: Chemport.ru 
Архив материалов
2020 | 2019 | 2018 | 2017 | 2016 | 2015 | 2014 | 2013 | 2012 | 2011 | 2010 | 2009 | 2008

Новые материалы

Станьте экспертом компании Abercade
Разработка сайта - Astronim*
Разработка сайта
Astronim*