L-精氨酸的生物合成途径及其代谢调控研究

L-精氨酸的生物合成途径在不同微生物中存在一定差异，其代谢调控机制也较为复杂，以下是详细介绍：

一、生物合成途径

大肠杆菌中的合成途径：在大肠杆菌中，L-精氨酸是以L-谷氨酸为前体物质，经过8种酶的催化生成。具体过程为：L-谷氨酸在乙酰谷氨酸合成酶ArgA的催化下生成乙酰谷氨酸，然后依次经过乙酰谷氨酸激酶ArgB、乙酰谷氨酰磷酸还原酶ArgC、乙酰鸟氨酸转氨酶ArgD、乙酰鸟氨酸脱乙酰基酶ArgE、鸟氨酸氨基甲酰转移酶ArgF、精氨酸琥珀酸合成酶ArgG和精氨酸琥珀酸裂解酶ArgH的催化，最终生成L-精氨酸。

谷氨酸棒杆菌中的合成途径：谷氨酸棒杆菌中L-精氨酸合成途径与大肠杆菌的主要区别在于乙酰鸟氨酸的转化过程。在谷氨酸棒杆菌中，乙酰鸟氨酸通过鸟氨酸乙酰转移酶ArgJ催化生成鸟氨酸，ArgJ具有双重功能，它能够同时催化合成途径中的第1、5步反应，即将乙酰鸟氨酸的乙酰基团转移至L-谷氨酸分子上，并形成鸟氨酸和乙酰谷氨酸，后续反应则与大肠杆菌类似，经过一系列酶的作用生成L-精氨酸。

黄单胞菌中的合成途径：黄单胞菌中L-精氨酸合成途径与前两种有所不同，乙酰鸟氨酸并非先转化为鸟氨酸再进行下一步代谢，而是在ArgF′催化下转化为乙酰瓜氨酸，后者在ArgE催化下生成瓜氨酸，并最终转化为L-精氨酸。

二、代谢调控

大肠杆菌中的代谢调控：在大肠杆菌中，乙酰谷氨酸合成酶ArgA是L-精氨酸合成途径的关键限速酶，受到终产物它的反馈抑制。此外，其合成途径中的argA、argB、argC、argD、argE、argF、argG、argH 基因均受到阻遏蛋白 ArgR 的转录负调控。当细胞中L-精氨酸浓度上升时，ArgR会阻遏其合成相关基因的转录，从而减少L-精氨酸的合成。

谷氨酸棒杆菌中的代谢调控：在谷氨酸棒杆菌中，乙酰谷氨酸激酶ArgB是L-精氨酸合成的关键限速酶，受终产物它的反馈抑制。L-精氨酸操纵子的转录受到阻遏蛋白ArgR和FarR的反馈抑制，FarR可以结合在argC、argB、argF、argG等基因的上游，而ArgR结合在argC和argG上游的启动子区域，二者通过调控L-精氨酸合成基因的转录来调节它的合成。

本文来源：西安浩天生物工程有限公司官网http://www.htswgc.com/