Изучение биосинтеза аминокислот штаммом Вrevibacterium methylicum при росте на средах, содержащих тяжелую воду и дейтеро-метанол — страница 6

  • Просмотров 432
  • Скачиваний 17
  • Размер файла 875
    Кб

всех исследуемых образцах культуральной жидкости B. methylicum кроме основной секретируемой аминокислоты (фенилаланин), обнаружены примеси (на уровне 3-5 мМ) метаболически связанных с ним аланина, валина и лейцина (изолейцина) (см., например рис 3,а). Как видно из рис.3,а, изотопный состав аланина характеризовался увеличением молекулярной массы на 2,5 единицы, валина-3,5 единицы, а лейцина (изолейцина)-4,6 единицами. Таким образом, в отличие от

фенилаланина, количество включенного дейтерия в последних трех аминокислотах сохраняет стабильное постоянство в довольно широком интервале концентраций D2O в среде (от 49 об.% до 98 об.%). Контроль за включением дейтерия в фенилаланин за счет ассимиляции дейтерометанола при росте бактерий на среде, содержащей обычную воду и 2% СD3OD (соответствуют опыту 2, табл.1) показал незначительное количество дейтерия, которое поступает в

молекулу фенилаланина вместе с углеродом СD3OD. Процент дейтерирования фенилаланина был оценен по величине пика 413 за вычетом вклада пика примеси природного изотопа (не более 4 %, масс-спектр не приведён). Полученный результат может быть обусловлен разбавлением дейтериевой метки за счёт протекания как биохимических процессов, связанных с распадом дейтеро-метанола при его усвоении клеткой, так и реакциями изотопного обмена и

диссоциации. Например, из четырёх атомов дейтерия, имеющихся в молекуле СD3OD, лишь атом дейтерия при гидроксильной группе --OD самый подвижный и поэтому легко диссоциирует в водной среде с образованием СD3OH. Три оставшихся атомов дейтерия в составе СD3OH входят в цикл ферментативного окисления метанола, который также мог привести к потере дейтерия за счёт образования соединений более окисленных, чем метанол. В частности, полученный

результат по уровню включения дейтерия в фенилаланин подтверждает классическую схему ферментативного окисления метанола до формальдегида в клетках метилотрофов, который лишь после этого ассимилируется у данного штамма метилотрофных бактерий рибулозомонофосфатным путем фиксации углерода [15]. Так как базовый штамм продуцент фенилаланина был ауксотрофом по лейцину, то очевидно, что уровни включения дейтерия в секретируемый

L-фенилаланин на фоне максимальных концентраций тяжелой воды, могут быть ниже теоретически допустимых, вследствие функционирования в клетке ряда биохимических реакций, связанных с ассимиляцией протонированного L-лейцина извне. Отмеченная особенность проявляется при биосинтезе L-фенилаланина на дейтерированной среде, в которой помимо метанола источником дополнительных протонов является немеченный лейцин. Так, в