3-Гидроксипропионатный велосипед

Многим фотосинтетическим формам жизни (растениям, водорослям, фототрофным и хемоавтотрофным бактериям и археям) требуется способ использования углерода в их метаболических путях. Обычно это происходит в путях, которые фиксируют углерод из углекислого газа (CO ₂ ) . В 3-гидроксипропионатном цикле фотосинтетические организмы, такие как Chloroflexus aurantiacus , фиксируют CO ₂ и бикарбонат (HCO ₃^- ) как часть своих метаболических процессов. ^[1]

Путь

3 -гидроксипропионатный цикл , также известный как 3-гидроксипропионатный путь , представляет собой процесс, который позволяет некоторым бактериям генерировать 3-гидроксипропионат с использованием углекислого газа . ^[2] Он делится на две части или реакции. Общая реакция 3-гидроксипропионатного пути : 3 HCO3− + 5 АТФ + 6 НАДФН + 1 хинон → 1 пируват + 6 НАДФ + 1 хинонH2 + 3 АДФ + 3 фосфат + 2 АМФ + 2 пирофосфата. ^[3]

Часть 1

В этом пути CO ₂ фиксируется (т.е. включается) под действием двух ферментов , ацетил-КоА-карбоксилазы и пропионил-КоА-карбоксилазы . Эти ферменты генерируют малонил-КоА и ( S )-метилмалонил-КоА , соответственно.

Часть 2

Малонил-КоА в серии реакций далее расщепляется на ацетил-КоА и глиоксилат . Глиоксилат включается в бета-метилмалил-КоА, который затем расщепляется, снова через серию реакций, с высвобождением пирувата, а также ацетата, который используется для пополнения цикла. ^[3]

Распространенность

Этот путь был продемонстрирован в Chloroflexus , несерной фотосинтетической бактерии; однако другие исследования показывают, что 3-гидроксипропионатный бицикл используется несколькими хемотрофными археями . ^[1]^[4] T В E. coli 3-гидроксипропионатный бицикл был изучен и оказался нечувствительным к кислороду. Это означает, что в пределах путей нет ничего, на что мог бы повлиять кислород, потому что в любой части пути кислород используется для продвижения реакции вперед. ^[5]

Смотрите также

Фиксация углерода

Ссылки

^ ab Tabita, F. Robert (2009-12-15). "Гидроксипропионатный путь фиксации CO2: Fait accompli". Труды Национальной академии наук . 106 (50): 21015– 21016. Bibcode : 2009PNAS..10621015T. doi : 10.1073/pnas.0912486107 . ISSN 0027-8424. PMC 2795556. PMID 19996176 .
^ Гертер, Сильвия; Фукс, Георг; Бахер, Адельберт; Эйзенрайх, Вольфганг (июнь 2002 г.). «Путь бициклической автотрофной фиксации CO2 у Chloroflexus aurantiacus». Журнал биологической химии . 277 (23): 20277–20283 . doi : 10.1074/jbc.m201030200 . ISSN 0021-9258.
^ ab Zarzycki, Jan; Brecht, Volker; Müller, Michael; Fuchs, Georg (2009-12-15). «Определение недостающих этапов автотрофного цикла фиксации CO2 3-гидроксипропионата у Chloroflexus aurantiacus». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 106 (50): 21317– 21322. doi :10.1073/pnas.0908356106. ISSN 1091-6490. PMC 2795484. PMID 19955419 .
^ Хюглер, Михаэль; Зиверт, Стефан М. (2011). «За пределами цикла Кальвина: автотрофная фиксация углерода в океане». Annual Review of Marine Science . 3 (1): 261– 289. Bibcode : 2011ARMS....3..261H. doi : 10.1146/annurev-marine-120709-142712. PMID 21329206.
^ Mattozzi, Matthew d.; Ziesack, Marika; Voges, Mathias J.; Silver, Pamela A.; Way, Jeffrey C. (март 2013 г.). «Экспрессия подпутей 3-гидроксипропионатного углеродного фиксирующего цикла Chloroflexus aurantiacus в E. coli: к горизонтальному переносу автотрофного роста». Metabolic Engineering . 16 : 130–139 . doi :10.1016/j.ymben.2013.01.005.

Внешние ссылки

Пути

[:0-1] Tabita, F. Robert (2009-12-15). "Гидроксипропионатный путь фиксации CO2: Fait accompli". Труды Национальной академии наук . 106 (50): 21015– 21016. Bibcode : 2009PNAS..10621015T. doi : 10.1073/pnas.0912486107 . ISSN 0027-8424. PMC 2795556. PMID 19996176 .

[2] Гертер, Сильвия; Фукс, Георг; Бахер, Адельберт; Эйзенрайх, Вольфганг (июнь 2002 г.). «Путь бициклической автотрофной фиксации CO2 у Chloroflexus aurantiacus». Журнал биологической химии . 277 (23): 20277–20283 . doi : 10.1074/jbc.m201030200 . ISSN 0021-9258.

[:1-3] Zarzycki, Jan; Brecht, Volker; Müller, Michael; Fuchs, Georg (2009-12-15). «Определение недостающих этапов автотрофного цикла фиксации CO2 3-гидроксипропионата у Chloroflexus aurantiacus». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 106 (50): 21317– 21322. doi :10.1073/pnas.0908356106. ISSN 1091-6490. PMC 2795484. PMID 19955419 .

[4] Хюглер, Михаэль; Зиверт, Стефан М. (2011). «За пределами цикла Кальвина: автотрофная фиксация углерода в океане». Annual Review of Marine Science . 3 (1): 261– 289. Bibcode : 2011ARMS....3..261H. doi : 10.1146/annurev-marine-120709-142712. PMID 21329206.

[5] Mattozzi, Matthew d.; Ziesack, Marika; Voges, Mathias J.; Silver, Pamela A.; Way, Jeffrey C. (март 2013 г.). «Экспрессия подпутей 3-гидроксипропионатного углеродного фиксирующего цикла Chloroflexus aurantiacus в E. coli: к горизонтальному переносу автотрофного роста». Metabolic Engineering . 16 : 130–139 . doi :10.1016/j.ymben.2013.01.005.