Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
N Ацетилглютамин қышқылы (сонымен қатар "N" ацетилглютамат деп аталады, NAG деп қысқартылады, химиялық формуласы C7H11NO5) глютамат пен ацетилорнитиннен орнитин ацетилтрансфераза ферменті, ал глютамин қышқылы мен ацетил CoA-дан N ацетилглютамат синтетаза ферменті арқылы биосинтезделеді. Ацетил тобының гидролизіне қатысты кері реакция арнайы гидролаза ферментімен катализделеді. Бұл прокариоттар мен қарапайым эукариоттарда аргининнің биосинтезіне қатысатын алғашқы аралық зат және омыртқалы жануарлардағы урея циклы деп аталатын процестегі реттеуші болып табылады, бұл цикл улы аммиакты уреяға түрлендіріп, организмнен шығаруға көмектеседі.
N Acetylglutamic acid (also referred to as ''N'' acetylglutamate, abbreviated NAG, chemical formula C7H11NO5) is biosynthesized from glutamate and acetylornithine by ornithine acetyltransferase, and from glutamic acid and acetyl CoA by the enzyme N acetylglutamate synthase. The reverse reaction, hydrolysis of the acetyl group, is catalyzed by a specific hydrolase. It is the first intermediate involved in the biosynthesis of arginine in prokaryotes and simple eukaryotes and a regulator in the process known as the urea cycle that converts toxic ammonia to urea for excretion from the body in vertebrates.
Ашылу
N Ацетилглютамин қышқылы – Rhizobium trifolii прокариотынан бөліп алынған клеткадан тыс метаболит. Ол протондық ядролық магниттік резонанс (1H ЯМР) спектроскопиясы, Фурье түрлендірулі инфрақызыл спектроскопиясы және газ хроматография-масс-спектрометриясы сияқты көптеген құрылымды анықтау техникаларын қолдану арқылы сипатталған. Rhizobium-да N ацетилглютамин қышқылының клеткадан тыс жиналуы симбиоздық плазмидтегі түйін факторлары гендеріне қатысты метаболизмге байланысты. Түйін факторлары мутацияланғанда, N ацетилглютамин қышқылының өндірісі азаяды.
N Acetylglutamic acid is an extracellular metabolite isolated from the prokaryote Rhizobium trifolii that was characterized using many structure determination techniques such as proton nuclear magnetic resonance (1H NMR) spectroscopy, Fourier transform infrared spectroscopy, and gas chromatography mass spectrometry. In Rhizobium, extracellular build up of N acetylglutamic acid is due to metabolism involving nod factor genes on a symbiotic plasmid. When the nod factors are mutated, less N acetylglutamic acid is produced.
Прокариоттар мен қарапайым эукариоттар
Прокариоттар және қарапайым эукариоттарда N-ацетилглютамин қышқылы N-ацетилглютамат синтетазасы (NAGS) немесе орнитин ацетилтрансферазасы (OAT) арқылы түзілуі мүмкін.
In prokaryotes and simple eukaryotes, N acetylglutamic acid can be produced by N acetylglutamate synthase (NAGS) or ornithine acetyltransferase (OAT).
Орнитин ацетилтрансферазасын (OAT) синтездеу
ОАТ глутамат пен ацетилорнитиннен N-ацетилглютамин қышқылын синтездейді және орнитин қосылысын синтездеуге қабілетті прокариоттарда өндірудің басты әдісі болып табылады.
OAT synthesizes N acetylglutamic acid from glutamate and acetylornithine and is the method of choice for production in prokaryotes that have the ability to synthesize the compound ornithine.
N-ацетилглютамат синтезасының (NAGS) синтезі
N-ацетилглютамат синтетазасы – митоз немесе ыдырау процесінде жасуша жоғалтқан N-ацетилглютамин қышқылын толықтыруға арналған фермент. NAGS N-ацетилглютамин қышқылын ацетил кофермент А-дан ацетил тобын глютаматқа қосу арқылы синтездейді. Циклдық емес орнитин өндіретін прокариоттарда NAGS – N-ацетилглютамин қышқылын синтездеудің жалғыз жолы және аргининмен тежеледі.
N Acetylglutamate synthase is an enzyme that serves as a replenisher of N acetylglutamic acid to supplement any N acetylglutamic acid lost by the cell through mitosis or degradation. NAGS synthesizes N acetylglutamic acid by catalyzing the addition of an acetyl group from acetyl coenzyme A to glutamate. In prokaryotes with non cyclic ornithine production, NAGS is the sole method of N acetylglutamic acid synthesis and is inhibited by arginine.
Омыртқалы жануарлар
Прокариоттардан өзгеше, сүтқоректілерде NAGS аргининмен және протаминдермен бірге күшейтіледі. Оны N-ацетилглютамин қышқылы және оның аналогтары (басқа N-ацетилденген қосылыстар) тежейді. Ол карбамил фосфатының – мочевина циклының алғашқы аралық өнімінің түзілуін қозғайды. N-ацетилглютамин қышқылы болмағанда CPSI белсенді емес. Бауыр және жіңішке ішекте N-ацетилглютамин қышқылына тәуелді CPSI цитруллинді, яғни мочевина циклының екінші аралық өнімін өндіреді. Бауыр жасушаларында N-ацетилглютамин қышқылының таралуы митохондрияда ең жоғары – жалпы N-ацетилглютамин қышқылының 56%-ы, ядрода – 24%-ы, ал қалған 20%-ы цитозолда орналасқан. Бауыр және бүйрек жасушаларындағы аминоацилаза I N-ацетилглютамин қышқылын глютаматқа және ацетатқа ыдыратады. Керісінше, N-ацетилглютамин қышқылы пиримидин синтезіне қатысатын, цитоплазмада табылған карбамилфосфат синтетазаның аллостериялық кофакторы емес. Белок тұтынуы артқанда аммиактың жиналуына байланысты N-ацетилглютамин қышқылының концентрациясы артады, осы аммиакты мочевина циклы арқылы шығару қажет. Бұл N-ацетилглютамин қышқылының CPSI кофакторы ретіндегі рөлін нығайтады. Сонымен қатар, N-ацетилглютамин қышқылы соя, жүгері және кофе сияқты көптеген тағамдарда кездеседі, ал какао ұнтағында оның концентрациясы ерекше жоғары. Адамдарда N-ацетилглютамин қышқылының жетіспеушілігі – аутосомдық рецессивті ауру, ол мочевина өндірісінің тоқтауына және қанда аммиактың концентрациясының артуына (гипераммонемияға) әкеледі. Бұл жетіспеушілік NAGS-ты кодтаушы гендегі ақаулар немесе синтез үшін қажетті прекурсорлардың жетіспеушілігінен туындауы мүмкін.
In contrast to prokaryotes, NAGS in mammals is enhanced by arginine, along with protamines. It is inhibited by N acetylglutamic acid and its analogues (other N acetylated compounds). It triggers the production of the first urea cycle intermediate, carbamyl phosphate. CPSI is inactive when N acetylglutamic acid is not present. In the liver and small intestines, N acetylglutamic acid dependent CPSI produces citrulline, the second intermediate in the urea cycle. Liver cell distribution of N acetylglutamic acid is highest in the mitochondria at 56% of total N acetylglutamic acid availability, 24% in the nucleus, and the remaining 20% in the cytosol. Aminoacylase I in liver and kidney cells degrades N acetylglutamic acid to glutamate and acetate. In contrast, N acetylglutamic acid is not the allosteric cofactor to carbamyl phosphate synthetase found in the cytoplasm, which is involved in pyrimidine synthesis. N acetylglutamic acid concentrations increase when protein consumption increases due to the accumulation of ammonia that must be secreted through the urea cycle, which supports the role of N acetylglutamic acid as the cofactor for CPSI. Furthermore, N acetylglutamic acid can be found in many commonly consumed foods such as soy, corn, and coffee, with cocoa powder containing a notably high concentration. Deficiency in N acetylglutamic acid in humans is an autosomal recessive disorder that results in blockage of urea production which ultimately increases the concentration of ammonia in the blood (hyperammonemia). Deficiency can be caused by defects in the NAGS coding gene or by deficiencies in the precursors essential for synthesis.
Ақ жапырақтың көшеттерінің тамыры
Ризобиум ақ жапырақтың көшеттерінің тамырларымен симбиозда болып, колониялар құрай алады. Бұл бактериялар шығаратын клетка сыртындағы N-ацетилглютамин қышқылы ақ жапырақтың көшеттерінің тамырларына үш морфологиялық әсер етеді: тамыр түктерінің тармақтануы, тамыр ұштарының ісінуі және тамырдың ең сыртқы жасуша қабатындағы бейтараптанған жасушалардағы жасуша бөлінісінің көбеюі. Бұл N-ацетилглютамин қышқылының митозды стимуляциялауға қатыс екенін көрсетеді. Осындай әсерлер құлпынай клейверінде де байқалды, бірақ бұршақ тұқымдастыларында жоқ. N-ацетилглютамин қышқылының клейвер түрлеріне тигізген әсері глютамин, глутамат, аргинин немесе аммиак тигізген әсерден күштірек болды.
Rhizobium can form a symbiotic relationship with white clover seedling roots and form colonies. The extracellular N acetylglutamic acid produced by these bacteria have three morphological effects on the white clover seedling roots: branching of root hairs, swelling of root tips, and increase in the number of cell divisions in undifferentiated cells found on the outer most cell layer of the root. This suggests that N acetylglutamic acid is involved in the stimulation of mitosis. The same effects were observed on the strawberry clover, but not in legumes. The effects of N acetylglutamic acid on the clover species were more potent than the effects from glutamine, glutamate, arginine, or ammonia.
13C NMR спектроскопиясы
Протондық ЯМР сияқты, көміртек-13 (13C) ЯМР спектроскопиясы молекулалық құрылымды анықтауға қолданылатын әдіс. 13C ЯМР молекуладағы көміртегі түрлерін химиялық ығысулар арқылы көрсетеді, бұл ығысулар белгілі бір функционалдық топтарға сәйкес келеді. N-Ацетилглютамин қышқылы үш карбонил тобын қамтитын топтарының болуына байланысты карбонилді көміртегін ең анық көрсетеді.
Like proton NMR, carbon 13 (13C) NMR spectroscopy is a method used in molecular structure determination. 13C NMR reveals the types of carbons present in a molecule based on chemical shifts that correspond to certain functional groups. N Acetylglutamic acid exhibits carbonyl carbons most distinctly due to the three carbonyl containing substituents.