النبات
مواضيع عامة في علم النبات
الجذور - السيقان - الأوراق
النباتات الوعائية واللاوعائية
البذور (مغطاة البذور - عاريات البذور)
الطحالب
النباتات الطبية
الحيوان
مواضيع عامة في علم الحيوان
علم التشريح
التنوع الإحيائي
البايلوجيا الخلوية
الأحياء المجهرية
البكتيريا
الفطريات
الطفيليات
الفايروسات
علم الأمراض
الاورام
الامراض الوراثية
الامراض المناعية
الامراض المدارية
اضطرابات الدورة الدموية
مواضيع عامة في علم الامراض
الحشرات
التقانة الإحيائية
مواضيع عامة في التقانة الإحيائية
التقنية الحيوية المكروبية
التقنية الحيوية والميكروبات
الفعاليات الحيوية
وراثة الاحياء المجهرية
تصنيف الاحياء المجهرية
الاحياء المجهرية في الطبيعة
أيض الاجهاد
التقنية الحيوية والبيئة
التقنية الحيوية والطب
التقنية الحيوية والزراعة
التقنية الحيوية والصناعة
التقنية الحيوية والطاقة
البحار والطحالب الصغيرة
عزل البروتين
هندسة الجينات
التقنية الحياتية النانوية
مفاهيم التقنية الحيوية النانوية
التراكيب النانوية والمجاهر المستخدمة في رؤيتها
تصنيع وتخليق المواد النانوية
تطبيقات التقنية النانوية والحيوية النانوية
الرقائق والمتحسسات الحيوية
المصفوفات المجهرية وحاسوب الدنا
اللقاحات
البيئة والتلوث
علم الأجنة
اعضاء التكاثر وتشكل الاعراس
الاخصاب
التشطر
العصيبة وتشكل الجسيدات
تشكل اللواحق الجنينية
تكون المعيدة وظهور الطبقات الجنينية
مقدمة لعلم الاجنة
الأحياء الجزيئي
مواضيع عامة في الاحياء الجزيئي
علم وظائف الأعضاء
الغدد
مواضيع عامة في الغدد
الغدد الصم و هرموناتها
الجسم تحت السريري
الغدة النخامية
الغدة الكظرية
الغدة التناسلية
الغدة الدرقية والجار الدرقية
الغدة البنكرياسية
الغدة الصنوبرية
مواضيع عامة في علم وظائف الاعضاء
الخلية الحيوانية
الجهاز العصبي
أعضاء الحس
الجهاز العضلي
السوائل الجسمية
الجهاز الدوري والليمف
الجهاز التنفسي
الجهاز الهضمي
الجهاز البولي
المضادات الحيوية
مواضيع عامة في المضادات الحيوية
مضادات البكتيريا
مضادات الفطريات
مضادات الطفيليات
مضادات الفايروسات
علم الخلية
الوراثة
الأحياء العامة
المناعة
التحليلات المرضية
الكيمياء الحيوية
مواضيع متنوعة أخرى
الانزيمات
The Aromatic Amino Acid Synthetic Pathway and its Regulation
المؤلف:
Robert Schleif
المصدر:
Genetics and Molecular Biology
الجزء والصفحة:
2nd Edition , p386-388
2025-07-02
42
The first chemical reaction common to the synthesis of tryptophan, tyrosine, and phenylalanine is the condensation of erythrose-4-P and phosphoenolpyruvate to form 3-deoxy-D-arabino-heptulosonate-7-P, DAHP, a reaction catalyzed by DAHP synthetase (Fig. 1). Due to its position at the head of the aromatic amino acid biosynthetic pathway and to the fact that this reaction is irreversible, it is logical that this reaction should be a key point of regulation. Indeed, this expectation is met. Escherichia coli regulates both the amount and activity per molecule of DAHP synthetase as a function of the intracellular levels of the aromatic amino acids.
Fig1. Outline of the aromatic amino acid biosynthetic pathway in Escherichia coli. Each arrow represents an enzymatic step. Tryptophan feedback inhibits one of the DAHP synthetases, AroH, as well as the first enzyme of the pathway committed to tryptophan synthesis.
A double regulation of total DAHP synthetase activity is logical. While regulation of the enzyme level minimizes unnecessary consumption of amino acids and energy in the synthesis of the enzyme, this type of regulation is incapable of producing appreciable changes in the enzyme levels or of total enzyme activity on time scales shorter than minutes. A much more rapidly-responding regulation mechanism is also necessary to adjust the synthesis rates of tryptophan, tyrosine, and phenylalanine on time scales of seconds.
In addition to stabilizing the activity of the synthetic pathway against random fluctuations, a rapidly responding regulation would fine-tune the biosynthetic flow rates of the aromatic amino acids and would be able to respond rapidly to growth rate changes generated by changes in the nutrient medium. Feedback inhibition of an enzyme’s activity meets the requirements, as this mechanism can alter an enzyme’s activity in milliseconds.
Feedback inhibition is an example of an allosteric interaction in which accumulation of the product of the pathway leads to inhibition of the activity of an enzyme in that pathway. This is a specific example of an allosteric interaction in which a molecule dissimilar in shape to the substrates of an enzyme can bind to the enzyme, usually at a site on the enzyme far from the active site, and can generate conformational changes that alter the catalytic activity of the enzyme. Feedback inhibition can reduce an enzyme’s activity in either of two fundamental ways (Fig. 2). The tryptophan-sensitive DAHP synthetase is feedback-inhibited largely as a result of a change in its Vmax, whereas the first enzyme of the pathway used solely for tryptophan synthesis, anthranilate synthetase, is an example of the other possibility. It is feedback inhibited by tryptophan via a change in its Km.
Fig2. Two possibilities for feedback inhibition of an enzyme. The top curve is enzyme velocity as a function of substrate concentration, and the equation is the activity of an uninhibited enzyme as a function of its Km, Vmax, and substrate concentration S.
Bacillus subtilus possesses a single DAHP synthetase whose synthesis and activity is regulated by the three aromatic amino acids. Escherichia coli, however, possesses three different DAHP synthetases. The activity of one, the AroH protein, is feedback-inhibited by tryptophan, another is feedback-inhibited by tyrosine, and the third is feedback-inhibited by phenylalanine. Only if the cell’s growth medium possesses all three amino acids is all DAHP synthetase activity within an E. coli cell fully inhibited.
This is an example of the fact that different microorganisms possess different overall schemes for the regulation of tryptophan synthesis. On one hand, it is possible that the different evolutionary niches occupied by different microorganisms require these different schemes. On the other hand, perhaps one scheme is no better than another, and the different ones just happened to have evolved that way. Either way, this diversity means that the overall scheme for regulation of tryptophan synthesis in E. coli is not the only one that works.
الاكثر قراءة في مواضيع عامة في الاحياء الجزيئي
اخر الاخبار
اخبار العتبة العباسية المقدسة

الآخبار الصحية
