2018. április 23. hétfő
Béla, Egon
Biotechnológia, molekuláris biológia és élettan az mRNS.hu-n

Az info@mrns.hu-ra küldhet linket vagy valamilyen anyagot, amit szeretne, ha hírként bemutatnánk.


Korábbi híreink  |   Keresés:

Kiválasztott hír:
Megosztás: Add az iWiW-hez Add a Facebook-hoz Add a Twitter-hez Add a Google Reader-hez Add a Startlaphoz
Metabolizmus másként - 2011-01-23 12:49:20 Hozzászólás írása Hozzászólások száma 0 hozzászólás 
Metabolizmus másként

A fotoszintézis mellett a cukor előállításának eddig két alternatív módját ismertük. A Holt-tenger sóban gazdag környezetéhez adaptálódott baktériumokban azonban a metabolizmus új útját fedezték fel. Ez a felfedezés is növeli annak az esélyét, hogy még további egzotikus anyagcsere-útvonalakra derüljön fény.

Anyagcserénk egyik központi molekulája az acetil-CoA. A glikolízis során keletkező vegyület a citromsav-ciklusba lépve a terminális oxidáció közvetett fűtőanyaga. A gerincesek azonban nem képesek a katabolizmus folyamatait megfordítva cukor felépítésére felhasználni az acetil-CoA-t, ezért saját szerves-anyagainkat a környezetből felvett szerves-anyagokból építjük fel. Ez a heterotróf anyagcsere. Az autotrófok, mint a növények, számos baktérium, gomba és mikroorganizmus azonban képes megfordítani a katabolikus utat. A citromsav-ciklus mellett két alternatív mód is ismert. A glioxalát-ciklus és az alig két éve leírt etilmalonil-CoA útvonal (1).

http://mrns.hu/userfiles/image/acetly-Coa.jpg

glioxalát-ciklus (glioxálsav-ciklus, glioxilát-ciklus) (glyoxylate cycle)

(Forrás: M Khomyakova et al. Science 2011;331:334-337)

A kép a fenti linkre kattintva jelenik meg

A glioxalát-ciklus

Egy olyan anyagcsere reakciópálya a mikroorganizmusokban és a növényekben, amelynek segítségével ezek a szervezetek tudnak glükózt termelni akár két szánatomos előanyagokból is (szemben az állatokkal, amelyek csak legalább három szénatomos előanyagokból képesek erre; lásd glükoneogenezis). A glioxalát-ciklus lényegében a Szent-Györgyi-Krebs-ciklusnak egy módosult változata. A glükóz és más vegyületek szintézise számára zsírokat (olajokat) használ és lehetővé teszi szénhidrátok szintézisét zsírsavakból is elkerülve a citrátciklus fázisait (amelyben éppen az acetilcsoport két szene oxidálódik el teljesen CO2-dá). Zsírokban és olajokban gazdag szövetekben zajlik, mint például az olajos magvak csírázásakor. A ciklusban szerepet játszó enzimek nincsenek meg az emlősökben, de a glioxiszómákban (mikrotesteknek) nevezett sejtszervecskék tartalmazzák ezeket a katalizátorokat. A ciklusban végeredményben két acetil-koenzim-A használódik fel (és nem egy, mint a citrátciklusban), amelyek a zsírsavak oxidációjából erednek. (lásd zsírsavoxidáció). Az egyik acetilcsoport (koenzim-A formájában) reagál az oxálacetáttal és citromsavat hoz létre (akár a Szent-Györgyi-Krebs-ciklusban), ami azután izocitráttá alakul. Azonban a citrátciklustól eltérően az izocitrátot az izocitrátliáz enzim elhasítja a 4 szénatomos borostyánkősavra (szukcinátra) és a 2 szénatomos glioxálsavra (glioxilsavra). (A szukcinát – lévén 4 C-atomos – lehet előanyaga a glükóz szintézisének.) A glioxalát most egy újabb acetil-KoA acetilcsoportjával reagál a malátszintetáz enzim segítségével a szintén 4 C-atomos almasavat (malátot) létrehozva. A malát a NAD+-dal oxidálódik oxálacetáttá, amely fogadja a következő acetil-koenzim-A acetilcsoportját. A két acetilcsoportból tehát végeredményben egy szukcinát képződött, amiből lehet glükózt előállítani (a glükoneogenezisben). (tankonyvtar.hu)

Egy német kutatócsoport a közel-keleti Holt-tenger speciális élővilágát vizsgálva jutott a felfedezésig. Az ellenálló baktériumokban a szélsőséges körülményekhez adaptálódva egy harmadik út, a metilaszpartát-ciklus fejlődött ki.
A vizsgálatok az Archea doménhez tartozó Haloarcula marismortui nevű mikroorganizmuson zajlottak. Az áttörést az hozta, mikor kiderült ,hogy ez a faj nem képes a glioxalát-ciklust használni, mert hiányzik a folyamat egyik kulcs enzime, az izocitrát liáz. Az organizmus az etilmalonil-CoA útvonalat sem használhatja, mivel azok a gének is hiányoznak belőle, melyek ezen útvonal enzimeinek előállításához szükségesek. Ezek a megfigyelések vezették oda a University of Freiburg mikrobiológusát, Ivan Berget és csoportját, hogy tovább vizsgálódjanak egy új útvonal irányába.

A H. marismortui enzimeinek működését több mint két éven keresztül tanulmányozták acetátot tartalmazó tápközegben (3).  A felfedezett metilaszpartát-ciklus sokkal hosszabb, mint az eddig ismertek, ami segítheti az élőlény túlélését a szélsőséges viszonyok mellett. A ciklus használata olyan előnyöket biztosít, mint például az ozmózis szabályozása az egyik intermedier vegyület segítségével. Ez kiváltképp hasznos a magas koncentrációkülönbség miatt.

A kutatók evolúciós megállapításokat is tettek. A metilaszpartát-ciklus enzimei nagyban hasonlítanak egyes ősi baktériumokban ismertekhez. Ez azt jelentheti, hogy a H. marismortui laterális géntranszfer útján szerezhette be a ciklushoz szükséges géneket. Ez részben egyfajta „evolúciós barkácsolást” jelent szemben a hosszú ideig tartó, random mutációkon keresztüli fejlődéssel. A kutatók szerint nem túl gyakori, hogy a metabolikus utak evolúciós hátterét többé-kevésbé megismerhessük. Ebben az esetben azonban elég tiszta a hasonlóság. „Ez az útvonal egyfajta csoda” mondja Berg.

A metabolizmus harmadik útvonalának felfedezése nem csak egy újabb lépés a tudományban, hanem felhívja a figyelmet esetleges más utak létezésére is.

NatureNews

2011. január 20.

Veres Dániel

Cikk ajánlása » email:
Hozzászólás írása
Hozzászólás
 

Értékelések száma: 5, Cikk értéke (1-10):


Értékelje ezt a cikket! 


Hirdetés
Email cím:
Jelszó:

Regisztráció »
Elfelejtett jelszó »
Portálunk oldalai megfelelnek az egészségügyi információk megbízhatóságát és hitelességét garantáló HONcode előírásainak. Ezt: itt ellenőrizheti
Portálunk oldalai megfelelnek az egészségügyi információk megbízhatóságát és hitelességét garantáló HONcode előírásainak. Ezt:
itt ellenőrizheti
.
Oldal ajánlása (email):
Az ajánlót küldi (név):
Hirdetés