[생화학] 21.1 : 아미노산의 생합성 - 6

 

 

지난 포스트에 이어서 살펴보자.

 

 

starting from α-ketoglutarate

 

 

 

 

α-ketoglutarate가 amination되어서 glutamate가 만들어지고 나면, 이 glutamate에 의해 glutamine, proline, arginine이 만들어질 수 있음.

 

 

 

 

 

우선 위 그림을 살펴보자. 보면 α-ketoglutarate가 glutamate dehydrogenase의 도움 하에 glutamate로 변하고, glutamate가 다시금 glutamine synthetase의 도움 하에 glutamine으로 변하게 됨.

 

 

 

 

 

bacteria에서는 Glutamate로부터 Proline과 Arginine이 생합성될 수 있음. 위 그림을 보면 glutamate가 glutamate kianse에 의해 인산화되어 γ-glutamyl phosphate가 된 뒤 이 녀석이 NADPH의 oxidation과 coupling되어서 glutamate γ-semialdehyde로 reduction됨. 뒤이어서 이 녀석이 pyrroline carboxylate reductase에 의해 proline으로 바뀔 수 있음.

 

 

한편 animal에서는 흥미롭게도 Ornithine으로부터 Arginine이 합성될 수 있음. (이 때 Ornithine은 urea cycle에서 등장했던 그 녀석임. 참고로 bacteria에서는 Ornithine을 합성할 수 있는 별도의 special한 synthesis pathway가 존재함)

 

 

 

 

위 그림을 보면 실제로 Ornithine이 Citrulline으로 바뀌고, Citrulline에 aspartate가 결합되어서 Argininosuccinate가 만들어진 다음에, 여기에서 Fumarate가 방출되면서 Arginine이 만들어질 수 있음. (Urea cycle의 일부 반응)

 

 

 

그런데 사실 animal에서도 결국 Ornithine이 starting chemical이 아니라 Glutamate가 starting chemical임. 그렇다면 Glutamate에서 어떻게 최종적으로 Arginine이 합성될 수 있는 것일까.

 

 

 

 

이를 위해 우선 위 그림과 같이 glutamate의 amide group 부분에 acetyl-CoA로부터 유래한 acetyl group이 transfer되면서 일종의 protection이 일어나게 됨.

 

 

 

 

이후 위와 같은 과정에 의해 phosphate 한 분자가 priming됨.

 

 

 

 

 

그 다음에 위와 같이 NADH(NADPH)의 oxidation과 coupling된 reduction이 일어나며 이 과정에서 phosphate가 다시 떨어져나오게 됨.

 

 

 

 

이후 aminotransferase의 도움을 받아 glutamate의 amino group이 전달되고, 그 결과 위 그림 아래와 같은 N-acetylornithine이 만들어짐.

 

 

 

 

이후 위와 같이 deacetylation이 일어나면서 결과적으로 Ornithine이 만들어짐.

 

 

 

 

 

이후에는 앞서 살펴봤었던 위와 같은 과정에 의해 최종적으로 Arginine이 만들어지게 됨.

 

 

 

 

한편 동물에서는 Arginine으로부터 Proline이 생합성될 수 있음.

 

 

우선 방금 봤던 과정의 역반응에 의해 Arginine은 Ornithine으로 바뀔 수 있음.

 

 

 

 

이후 위와 같은 일이 일어남. 이 때, 흥미롭게도 deamination 이후에 분자 내에 amino group과 carboxyl group이 다 남아있는데, 이 경우 amino group을 protection해놓지 않아서 intermolecular attack이 일어나게 됨. 그 결과 최종적으로 고리 화합물인 proline이 만들어지게 되는 것임.

 

 

 

다음 포스트에서 이어서 살펴보자.