Пути микробного синтеза - Этапы получения лизина

Производство аминокислот в промышленных масштабах является третьим наиболее важным направлением в белой биотехнологии, не превосходящим по своим объемам лишь этанол и антибиотики. Двумя наиболее важными аминокислотами в производстве являются L-глутамат и L-лизин, стоимость продаж которых составляет более 1,5 миллиардов долларов в год. Обе эти аминокислоты производятся различными видами родов Corynebacterium и Brevibacterium. В дополнение к лизину продуценты рода Corynebacterium также используется в качестве платформы для производства других аминокислот, таких как L-треонин, L-метионин, L-серин, L-гистидин, L-валин, L-триптофан, L-фенилаланин и L-тирозин, L-лейцин и L-изолейцин.

Лизин является конечным продуктом семи или десяти реакций, начиная от его предшественника - оксалоацетата, и в зависимости от используемого маршрута. Первый шагом в пути синтеза лизина является превращение оксалоацетата в аспартат добавлением аминогруппы от глютамата, катализируемой с помощью аспартаттрансмутазы. Аспартат форфолирируется в L-4-аспартилфосфат с помощью аспартаткиназы, далее он превращается в L-аспартат-4-семиальдегид с помощью аспартатсемиальдегиддегидрогеназы. L-4-аспартилфосфат после преобразуется в дигидродипиколинатсинтазой в дегидродипиколинат. На следующем шаге путем катализа дигидродипиколинатредуктазой он преобразуется в L-пиперидин-2,6-дикарбоксилат.

AspB: EC: 2.6.1.1 (аспартаттрансмутаза); lysC: EC 2.7.2.4 (аспартаткиназа); asd: 1.2.1.11 (аспартатсемиальдегиддегидрогеназа); dapA: EC 4.2.1.52 (дигидродипиколинатсинтаза); dapB: EC 1.3.1.26 (дигидродипиколинатредуктаза); dapD: EC2.3.1.117 (2,3,4,5-тетрагидропиридин-2,6-дикарбоксилат-N-сукцинилтрансфераза); dapC: EC 2.6.1.17 (сукциниламинокетопимелаттрансаминаза); dapE: EC 3.5.1.18 (сукцинилдтаминопимелатдесукцинилаза); dapF: EC 5.1.1.7 (диаминопимелатэпимераза); lysA: EC 4.1.1.20 (диаминопимелатдекарбоксилаза); ddh: EC 1.4.1.16 (диаминопимелатдегидрогеназа).

На этом этапе синтеза существуют два пути для конверсии к мезо-2,6-диаминопимелату, последнему шагу перед конечным продуктом. Либо используется прямая реакция добавления второй аминогруппы в одном шаге (с использованием диаминопимелатдегидрогеназы), известная как дегидрогеназный вариант, или же четыре последовательные реакции, названные сукцинильным вариантом. Сукцинильный вариант предполагает использоване таких ферментов как тетрагидропиридин-2,6-дикарбоксилат-N-сукцинилтрансфераза, сукциниламинокетопимелаттрансаминаза, сукцинилдтаминопимелатдесукцинилаза и диаминопимелатэпимераза, так эе для него необходим дополнительный сукцинил-КоА. Последним шагом является декарбоксилирование мезо-2,6-диаминопимелат в лизин, который в конечном итоге идет на экспорт из клетки лизинпемеразой. В связи с коммерческой значимостью производства лизина С. glutamicum, синтетических путь получения лизина привлек всестороннее внимание, что привело к созданию впечатляющего списка патентов и патентных приложений.

Похожие статьи




Пути микробного синтеза - Этапы получения лизина

Предыдущая | Следующая