[생화학] 21.1 : 아미노산의 생합성 - 8

 

 

 

지난 포스트에 이어서 살펴보자.

 

 

synthesis of aromatic amino acids

 

 

 

 

aromatic amino acid인 phenylalanine, tyrosine, tryptophan은 위 그림상에도 나타나 있는 것처럼 phoshpoenolpyruvate로부터 만들어질 수 있음. 이 때, 이들 3개 amino acid 합성 과정에서 공통적으로 등장하는 intermediate가 바로 chorismate임.

 

 

 

 

위 그림상에는 PEP가 chorismate로 합성되는 과정이 나타나 있으므로 참고할 것.

 

 

 

 

 

한편 이렇게 생성된 Chorismate는 위 그림과 같은 과정을 거쳐서 tryptophan으로 합성될 수 있음. 이 때, 위 그림상에서 마지막 부분에 나타나 있는 것처럼 indole-3-glycerol phoshate에서 glyceraldehyde 3-phosphate가 빠져나오고, PEP의 도움을 받아 Serine이 첨가되면서 tyrptophan이 만들어지는 과정은 아래와 같은 mechanism을 거쳐 일어남.

 

 

 

 

한편 plant, bacteria에서는 chorismate로부터 phenylalanine, tyrosine이 합성될 수 있음.

 

 

 

 

 

이 때의 과정이 위 그림상에 나타나 있음. 이 때 두 amino acid의 합성 과정에서 공통적으로 prephenate라는 intermediate가 형성된다는 점이 특징적임.

 

 

한편 animal에서는 tyrosine이 phenylalanine으로부터 direct하게 만들어질 수 있는데, phenylalanine의 C4 부분이 phenylalanine hydroxylase에 의해 hydroxylation되면서 만들어질 수 있음. (참고로 이 때의 phenylalanine hydroxylase는 phenylalanine의 degradation 반응을 촉매할수도 있음)

 

 

 

synthesis of histidine

 

 

 

위 그림상에도 나타나 있는 것처럼 histidine은 PPP 과정에서 생성되는 metabolite인 ribose 5-phosphate로부터 만들어지게 됨.

 

 

 

 

 

이 때의 세부적인 합성 과정이 위 그림상에 나타나 있으므로 참고할 것.

 

 

 

regulation of amino acid synthesis

 

이제 amino acid synthesis 과정이 어떻게 regulation되는지에 대해 알아보자.

 

 

 

 

한 예로 위와 같은 feedback을 보자. 보면 threonine으로부터 최종적으로 만들어진 isoleucine이, rate limiting step을 catalyze하는 threonine dehydratase를 feedback inhibition한다는 것을 알 수 있음.

 

 

 

 

 

사실 방금의 feedback을 포함해, 위와 같은 복잡한 feedback circuit이 구성되어 있음. 이 때 눈여겨봐야할 것이 있는데, Isoleucine, Lysine, Threonine 등의 amino acid들의 precursor에 해당하는 aspartate가 처음 aspartyl-β-phosphate로 바뀌는 과정을 lysine, threonine, isoleucine이 feedback inhibition할 수 있다는 것임.

 

 

그런데 이들 각각이 이정도로 상위의 enzymatic reaction을 inhibition한다면 결국 한 amino acid의 abundance에 의해 나머지 amino acid의 합성도 다 block되는 효과를 낳지 않을까?

 

 

결론부터 말하자면 아닌데, 실제로는 Aspartate를 aspartyl-β-phosphate로 변환시키는 enzyme의 다양한 isoform이 있고, 각각의 isoform에 의해 형성되는 최종적인 end production의 selectivity도 다름. 따라서 예를 들어 lysine에 의해 A1 isozyme이 block된 경우, lysine의 합성 정도는 낮아지지만 A2, A3의 활성은 그대로 살아있으므로 methionine, threonine, isoleucine의 합성은 여전히 일어나게 되는 것임.

 

 

 

+) amino acid 대사의 특징적인 부분 중 하나는 starting substrate를 공유하는 경우가 많다는 것임. 그러나 starting substrate가 다양한 intermediate를 경유한 결과 다양한 end product가 만들어질 수 있음.

 

 

 

 

 

위 그림에는 본 chapter, 그리고 이전 chapter에서 배웠던 amino acid의 catabolism, anabolism 과정에서의 entry point들이 나타나 있음. 이에 대해서는 암기해둘 필요가 있음.

 

 

 

다음 포스트부터는 아미노산 유도체들의 생합성에 대해 알아보자.