Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Введение
Цианофицин, также известный как CGP (цианофициновый гранулярный полипептид) или мульти-L-аргинилполи(L-аспартат), является небелковым, нерибосомно синтезируемым полимером аминокислот, состоящим из аспартатной основы и аргининовых боковых групп. Цианофицин был впервые обнаружен в 1887 году итальянским ботаником Антонино Борзи и встречается у большинства цианобактерий и некоторых гетеротрофных бактерий, таких как Acinetobacter sp. Цианофицин в значительной степени нерастворим в физиологических условиях и накапливается в виде гранул в цитоплазме при дефиците фосфатов или серы, обычно в ранней и средней стационарной фазе. Он используется как резервное соединение для азота и, возможно, углерода, а также служит динамическим буфером для фиксированного азота в цианобактериальных гетероцистах. Азот и углерод высвобождаются из цианофицина внутриклеточной цианофициназой в форме дипептидов аспартат-аргинина. Цианофицин синтезируется из аргинина и аспартата в АТФ-зависимой реакции, катализируемой единственным ферментом – цианофицинсинтетазой. Цианофицин представляет потенциальный интерес для биотехнологии как источник полиаспартатной кислоты. Благодаря своим необычным полиамфотерным свойствам, цианофицин растворим в воде в кислых (0,1 М HCl) и щелочных условиях. Гетерологичная экспрессия цианофицинсинтетазы позволяет производить цианофицин в ряде биотехнологически важных бактерий, таких как Escherichia coli и Corynebacterium glutamicum. Поскольку нерастворимые формы CGP легко очищаются, большинство исследований игнорировали синтез CGP, растворимого при нейтральном pH. Для сравнения, нерастворимый CGP можно растворить только слабыми кислотами, в то время как растворимый CGP можно выделить с помощью осаждения ацетоном или этанолом. В 2014 году эксперимент, проведенный Штейнбюхелем и Вифелем, показал, что количество остатков лизина может регулировать растворимость цианофицина, при этом более высокие уровни лизина обратно пропорциональны температуре, необходимой для растворения полимера в водных растворителях. Также было установлено, что нерастворимый CGP содержит лишь незначительные концентрации цитруллина, в то время как растворимый CGP способен производить высокую концентрацию цитруллина. Эта тенденция наблюдается и для орнитина.
Cyanophycin, also known as CGP (cyanophycin granule polypeptide) or multi L arginyl poly (L aspartic acid), is a non protein, non ribosomally produced amino acid polymer composed of an aspartic acid backbone and arginine side groups. Cyanophycin was first detected in 1887 by the Italian botanist Antonino Borzì and can be found in most cyanobacteria and a few heterotrophic bacteria such as Acinetobacter sp. Cyanophycin is largely insoluble under physiological conditions and is accumulated in the form of granules in the cytoplasm during phosphate or sulfur starvation, generally in the early and mid stationary phase. It is used as a nitrogen and possibly carbon storage compound and also serves as a dynamic buffer for fixed nitrogen in cyanobacterial heterocysts. Nitrogen and carbon are mobilized from cyanophycin by intracellular cyanophycinase in the form of aspartate arginine dipeptides. Cyanophycin is synthesized from arginine and aspartate in an ATP dependent reaction catalyzed by a single enzyme, cyanophycin synthetase. Cyanophycin is of potential interest to biotechnology as a source of polyaspartic acid. Due to its unusual polyamphoteric character, cyanophycin is soluble in water under acidic (0.1 M HCl) and alkaline conditions. Heterologous expression of cyanophycin synthetase allows production of cyanophycin in a number of biotechnologically relevant bacteria such as Escherichia coli and Corynebacterium glutamicum. Since insoluble forms of CGP are easily purified, most studies have overlooked the synthesis of CGP that is soluble at a neutral pH. To compare the two, insoluble CGP can be solubilized by only weak acids while soluble CGP can be separated with the process of precipitation by using acetone or ethanol. In 2014, an experiment by Steinbüchel and Wiefel determined that the amount of lysine residue can regulate the solubility of cyanophycin, with higher levels of lysine negatively correlating to the temperature needed to make the polymer soluble with aqueous solvents. It was also determined that insoluble CGP only exhibited minuscule concentrations of citrulline while soluble CGP was able to produce a high concentration of citrulline. This trend is also similar for ornithine.