Синтез триптофана: Получения триптофана с использованием биотехнологии Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

Получения триптофана с использованием биотехнологии Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

УДК 579.222 Г.И. Бондарева

Научный руководитель — С.И.Артюхова

Омский государственный технический университет, г. Омск

ПОЛУЧЕНИЯ ТРИПТОФАНА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БИОТЕХНОЛОГИИ

В настоящее время биотехнологическими методами изготавливают не только пищевые продукты, но и витамины, антибиотики, гормоны, ряд других лекарств, а также незаменимые аминокислоты.

Если Вы постоянно устаете, чувствуете себя раздраженным, если у Вас бессонница или прерывистый сон, вполне вероятно, что в вашем организме не хватает триптофана, который необходим для восстановления клеток и тканей мозга. Триптофан выполняет роль строительного материала для всех протеинов, является эффективным снотворным средством, понижает тягу к алкоголю и употреблению кокаина, препятствует развитию алкоголизма, понижает чувствительность к боли, стимулирует выработку гормона роста, препятствует развитию ожирения, рождая у нас желание поддерживать хорошую форму и употреблять пищу в правильных количествах.

99

Триптофа н — это ароматическая альфа-аминокислота. Существует в двух оптически изомерных формах — Ь и D и в видерацемата (РЬ).

Ь-триптофан является протеиногенной аминокислотой и входит в состав белков всех известных живых организмов. Относится к ряду гидрофобных аминокислот, поскольку содержит ароматическое ядро индола. Участвует в гидрофобных и стэкинг-взаимодействиях.

Триптофан является компонентом пищевых белков.

Наиболее богаты триптофаном такие продукты, как грибы, овес, бананы, сушеные финики, арахис, кунжут, кедровый орех, молоко, йогурт, творог.

Триптофан присутствует в большинстве растительных белков, особенно им богаты соевые бобы. Очень малое количество триптофана содержится в кукурузе, поэтому питание только кукурузой приводит к нехватке этой аминокислоты и, как следствие, к пеллагре. Одним из лучших источников триптофана является арахис, причем как цельные орехи, так и арахисовое масло.

Способы получения и производства триптофана разделяют на три группы:

• Химический синтез;

• Химико-ферментативный синтез;

• Микробиологический синтез.

В промышленном производстве Ь-триптофана обычно используются штаммы

дрожжей Candida utilis, дефектные по aro-генам и, как следствие, ауксотрофные по фенилаланину и тирозину.

Исходным сырьем обычно служит относительно дешевая синтетическая антраниловая кислота, что является целесообразным по нескольким причинам. Во-первых, это упрощает и удешевляет процесс, а во-вторых, позволяет обойти механизмы регуляторного контроля (целевой продукт триптофан оказывает ингибирующее действие на антранилатсинтазу). В присутствии минимальных, не вызывающих регуляторных эффектов, количеств фенилаланина и тирозина мутанты Candida utilis переводит вводимую в культуральную среду антраниловую кислоту в L-триптофан.

Исходным сырьем в микробиологическом производстве триптофана может служить также синтетический индол. Процесс зависит от активности триптофан-синтазы и доступности серина. На рисунке 1 представлен химический синтез ниацина, мелатонина и серотонина из триптофана.

100

Рис. 1. Химический синтез ниацина, мелатонина и серотонина из триптофана

Синтез ниаиина:

Триптофан выполняет две важные функции. Во-первых, небольшое количество триптофана, которое мы получаем с пищей (около 3%) преобразуется в ниацин (витамин В3) в печени.

Это может помочь предотвратить симптомы, связанные с дефицитом ниацина, когда снижено поступление в организм этого витамина.

Синтез серотонина:

Во-вторых, триптофан является прекурсором серотонина — нейромедиатора, называемого «гормоном счастья», который помогает организму регулировать аппетит, сон и настроение. Благодаря своей способности повышать уровень серотонина, триптофан ис-

101

пользуется для лечения целого ряда болезненных состояний — прежде всего — бессонницы, депрессии и тревоги.

В настоящее время в г. Омске группой компаний «ТИТАН»» создан биотехнологический комплекс по производству ферментов и аминокислот из крахмала, в том числе триптофана, лизина, аргинина, а также других незаменимых аминокислот. Это очень важное и актуальное биотехнологическое направление, по которому планируются совместные научные исследования кафедры «Биотехнология» ОмГТУ, так как незаменимые аминокислоты необходимы для нормального роста и развития организма, который не может вырабатывать их самостоятельно, поэтому они называются незаменимыми и должны регулярно поступать с пищей.

Библиографический список

1. http://www.vedu.ru/BigEncPic/63915

2. http://www.dietolog.org/components/tryptophan/

3. http://beatlet.ru/article info.php?articles id=34

Триптофан синтез — Справочник химика 21

    Нек-рые Ь-а-А. ввиду сложности синтеза и разделения оптич. изомеров получают микробиол. способом (лизин, триптофан, треонин) или выделяют из гидролизатов прир. белковых продуктов (пролин, цистин, аргинин, гистидин). Перспективны смешанные химически-ферментативные способы синтеза, напр.  [c.139]
    Подобно лизину триптофан образуется в ходе разветвленного метаболического пути, поэтому для его производства используют ауксотрофных мутантов, у которых блокированы реакции, ведущие к синтезу фенилаланина и тирозина. Однако при выращивании мутантных щтаммов в среде с минимальной концентрацией этих аминокислот, не вызывающей регуляторных эффектов, избыточное накопление триптофана в среде не наблюдается, что объясняется особенностью процессов регуляции биосинтеза триптофана у микроорганизмов. 

[c.48]

    В большинстве случаев запасные белки растений имеют несбалансированный для питания человека и животных аминокислотный состав. Так, запасные белки злаков — проламины — бедны лизином, триптофаном и треонином, что снижает их питательную и кормовую ценность. Улучшение аминокислотного состава белка путем традиционной селекции не дает желательных результатов, поскольку необходимые гены часто сцеплены с нежелательными признаками и наследуются вместе. Например, у мутантов кукурузы и ячменя повышение содержания лизина коррелировало с уменьшением синтеза основных запасных белков — зеи-на и гордеина, а также с уменьшением урожайности. [c.149]

    Достижения практической микробиологии (биотехнологии) тесно связаны с генной инженерией синтез ферментов, расщепляющих целлюлозу до моносахаридов, получение фиброина — основного белка шелка, производство стиральных порошков с ферментными добавками, получение красителя индиго, основанное на том, что кишечная палочка образует большие количества триптофана, а внедренный в кишечную палочку фермент окисляет триптофан до индиго. 

[c.63]

    Большинство кристаллизационных методов включает получение диастереомерных солей, обычно из Л -ацил-01-аминокислот и оптически активных оснований. Синтетическую смесь энантиомеров обрабатывают оптически активным основанием, таким как бруцин, стрихнин или 1-фенилэтиламин, в растворителе и концентрируют до тех пор, пока одна из диастереомерных солей не начнет выкристаллизовываться из смеси. При необходимости продукт можно перекристаллизовать до необходимой оптической чистоты. Более растворимый диастереомер можно концентрировать в растворе. Выделенные соли необходимо далее разложить до аминокислот. Продукт можно использовать непосредственно в синтезе, если ацильная группа подобрана соответствующим образом. Например, Л/-бензилоксикарбонил-01-аминокислоты во многих случаях можно разделить с помощью природного (—)-эфедрина.» Когда нет р-метильной группы в боковом радикале, выпадает соль О-изомера когда такая группа присутствует, из раствора выпадает преимущественно -изомер (исключением является фенилаланин) [46]. Однако несмотря на множество имеющихся методов разделения, нет универсального метода, и нельзя разделить тирозин, триптофан или глутаминовую кислоту. Методы, основанные на кристаллизации, разумеется, сильно зависят от природы аминокислоты— в каждом конкретном случае требуется подбор условий. 

[c.244]

    Такая реакция на изменения в составе питательной среды наблюдается не только при необходимости использовать новые субстраты она используется также для выключения синтезов эндогенных соединений при их внезапном появлении в среде. Например, триптофан, одна из существенных аминокислот, синтезируется при участии фермента триптофан-синтазы. Однако если в среде, на которой выращиваются бактерии, присутствует триптофан, синтез фермента немедленно прекращается. Это явление получило название репрессия. Она позволяет бактериальной клетке избежать перевбда своих ресурсов на ненужную в данный момент синтетическую активность. 

[c.176]

    Конденсация альдегидов. — Аминокислоты, содержащие бен-зоидную систему (фенилаланин, тирозин, триптофан), могут быть получены конденсацией соответствующего альдегида с гидантои-ном или, лучше, с тиогидантоином, как это показано на примере синтеза тирозина (1935)  [c.662]

    Б синтезе /) -триптофана, описанном Кокером (1962), исходят из 3-индолилацетонитрила I (т. пл. 35 С) или, что лучше, из более легко получаемого в чистом виде его Н-ацетильного производного II (т. пл. 113 °С). Гидрирование соединения II над иикелем Ренея в присутствии гидрохлорида семикарбазида и ацетата натрия в водном метиловом спирте приводит к образованию семикарбазона III, который под действием цианистого водорода и карбоната ам1Мония превращается с отщеплением ацетильной группы в гидантоин IV. Гидролизуя гидантоин водным раствором гидроокиси бария и экстрагируя -бутиловым спиртом, получают -триптофан V  

[c.667]

    Производные индола являются важными природными веществами, особенно триптофан, входящий в состав белков, и серотонин (гормон). Синтез индолов по Фишеру и связанная с ним реакция Джеппа—Клингеманна приобрели большое значение при получении подобных природных продуктов и других биологически активных индолов. (Какие синтезы индолов вам известны ) [c.287]

    В настоящее время суммарное производство а-аминокислот составляет в мире около полумиллиона тонн в год. Оно стало крупнотоннажным благодаря их широкому применению как в медицине, так и в сельском хозяйстве (ростстимулирующие кормовые добавки) и в пищевой промышленности (вкусовые и консервирующие вещества). О практическом значении индивидуальных аминокислот говорят масштабы их химического и биохимического синтеза триптофан производят в количестве от 0,2 до 0,3 тыс. т, глицин — 7-10 тыс. т, лизин — около 50 тыс. т, метионин — 150-200 тыс. т и глутаминовую кислоту — более 200 тыс. т в год. [c.36]

    В процессе превращения антранилата в триптофан для образования индольного ядра должны присоединиться еще два атома углерода. Они поступают из фосфорибозилпирофосфата (PRPP), который является важным промежуточным соединением в ходе синтеза как нуклеотидов, так и аминокислот. PRPP образуется из рибозо-5-фосфата путем переноса пирофосфорильной группы с молекулы АТР [111]. Группа НО— при аномерном углероде рибозофосфата, атакуя атом Рр, вытесняет [c.141]

    Серотонин синтезируется путем превращения триптофана в 5-окси-триптофан и декарбоксилирования последнего (рис. 14-27). В эпифи серотонпн ацетилируется в Ы-ацетилсеротонин, который в свою очередь метилируется в гормон эпифиза мелатонин (рис. 14-27). Исследования, проведенные со специфическим ингибитором синтеза серотонина — я-хлорфенилаланином, а также с другими ингибиторами, дают основание думать, что серотонин необходим для сна [69а]. [c.339]

    Одно из характерных биосинтетических преобразований хоризмовой кислоты приводит через стадию синтеза антраниловой кислоты к аминокислоте триптофану. Хоризмовая кислота, в зависимости от типа катализирующего реакцию фермента, аминиру-ется глутамином либо в орто-положение [c.215]

    Примевение. Наиб, интерес представляют 20 L-a-A. (аланин, аргинин, аспарагин и др.), входящих в состав белковых молекул. Смеси L-A., а также индивидуальные А. (напр., метионин) применяют в медицине для парэнтерального питания больных с заболеваниями пищеварит. н др. органов, при нарушениях обмена в-в и др. лизин, метионин, треонин, триптофан-ъ животноводстве для обогащения кормов глутамат натрия и лизин-в пищ. пром-сти. (о-А. и их лактамы служат для пром. произ-ва полиамидов. у-Амино-масляная к-та (аминалон)-медиатор в центр, нервной системе, применяется как лек. ср-во при сосудистых заболеваниях головного мозга. Ароматич. А. используют в синтезе красителей и лек. ср-в. На основе аминокарбоновых и ами-нофосфоновых к-т синтезируют селективные комплексоны. комплексообразующие иониты, лигандообменные сорбенты, ПАВ. [c.139]

    После того как было найдено, что аминогруппа в грамине довольно подвижна, он стал объектом многочисленных исследований, которые привели к синтезу таких физиологически ценных соединений, как d, /-триптофан, гетероауксии и др. [c.105]

    Процесс новообразования ароматических аминокислот идет через шикимовую и хоризмовую кислоты. Метаболическим предшественником триптофана служит антраниловая кислота, которая возникает из хоризмовой кислоты под действием антранилат-синтетазы. Триптофан оказывает ингибирующее действие на ант-ранилатсинтетазу, поэтому для обхода метаболического контроля синтез фермента индуцируют ступенчатым введением предшественника — антраниловой кислоты (0,1 —0,3 %)  [c.48]

    Триптофан стал широко доступен благодаря сочетанию реакции Манниха и малонового синтеза. Пользуясь реакцией Манниха из индола, формальдегида и диметиламина, получают индолилдиметиламиноме-тан—грамин, обладающий реакционной способностью, аналогичной реакционной способности галоидалкила. Его вводят в конденсацию с ацетиламиномалоновым эфиром и продукт реакции гидролизуют. [c.451]

    Фенилаланингидроксилаза представляет особый интерес, поскольку с ее отсутствием связано одно из наиболее изученных наследственных биохимических нарушений — фенилкетонурия (гл. 14, разд. 3,5). Известны и другие птеридинзависимые гидроксилазы. Например, триптофан-гидроксилаза мозга образует 5-окситриптофан, что является первой стадией синтеза нейромедиатора 5-окситриптамина (гл. 16, разд. Б,4) [c.439]

    Аминокислоты можно получать путем выделения из белковых гидролизатов, с использованием микробиологических методов, с помощью ферментативных методов или путем химического синтеза. Первые три подхода дают ь-аминокислоты, а при химическом синтезе получаются оь-соедине-ния, которые нужно еще разделить на оптические антиподы. До недавнего времени аминокислоты удавалось полущть только в очень малых количествах, но в последние годы их производство приняло индустриальные масштабы и в 1977 г. достигло 400 ООО т. Аминокислоты используются как вкусовые добавки в пищевой промышленности (глутамат натрия, аспарагиновая кислота, Щ1СТИН, глицин и аланин), как питательные растворы и терапевтические средства в медицине (все протеиногенные аминокислоты), как добавки для улучшения неполноценных питательных белков и фуража (лизин, метионин, триптофан), как промежуточные вещества в косметической промышленности (серин, треонин, цистеин), а также как исходные вещества для синтеза различных пептидов. [c.38]

    Тактика минимальной защиты эффектно продемонстрирована Хирш-маиом при полном синтезе S-белка рибонуклеазы А. Пептидная цепь из 103 аминокислот содержит все трифункциональные аминокислоты, исключая триптофан, в которых были защищены только -амиио- и тиольные группы. Вследствие частичной защиты синтез фрагментов и последующая их конденсация (сборка) могли быть проведены лишь немногими методами (с применеииём НКА и НТА, N-гидроксисукцииимидиых эфиров и азидным методом). Само собой разумеется, что опасность побочных реакций при минимальной защите велика, поэтому фрагменты после их синтеза должны быть очень тщательно очищены. Деблокирование защитных функций обычно протекает без осложнений. [c.221]

    Что же касается образования никотиновой кислоты из аминокислот (триптофан, пролин) и ее участия в биохимических синтезах алкалоида никотина в растениях, то существуют разного рода воззрения. Если эти схемы и подтверждаются и тем самым легко объясняется образование никотиновой кислоты в животных органвзмах и в некоторых плесневых грибках, то остается открытым вопрос синтеза никотиновой кислоты в органах высших растений. [c.64]

    Регулируемые терминаторы бактерий называют аттенюаторами (ослабителями). Впервые обнаружен и лучше других изучен аттенюатор триптофанового оперона Е. соИ. Этот оперон состоит из пяти генов, кодирующих ферменты биосинтеза триптофана. Регуляцию осуществляют две системы, чувствующие потребность клетки в триптофане. Первая система влияет на эффективность инициации на промоторе оперона. Репрессор триптофанового оперона в комплексе с триптофаном присоединяется к оператору, расположенному перед стартовой точкой транскрипции в районе —10 , и стерически препятствует РНК-полимеразе присоединяться к промотору. Таким образом, при избытке триптофана оперон репрессирован. В отсутствие триптофана репрессор теряет способность связываться с оператором, в результате чего оперон индуцируется. Эту систему дополняет регуляция в аттенюаторе, расгГоложенном на расстоянии 180 п. н. от стартовой точки транскрипции внутри структурного гена. В условиях избытка триптофана лишь одна из десяти молекул РНК-полимеразы, начавших синтез РНК на триптофановом промоторе, преодолевает этот терминатор и переходит в область структурных генов. При уменьшении количества триптофана доля молекул РНК-полимеразы, преодолевающих аттенюатор, возрастает. [c.158]

    Вырожденность кода является статистической необходимостью. Триплетов больще (4 = 64), чем аминокислот. Эта вырожденность распределена неоднородно (см. табл. 22.5.1). Аргинин, лейцин и серии обладают каждый шестью кодонами, в то время как триптофан обходится одним. Как мы уже видели, кодон AUG имеет двойное назначение, для инициации синтеза белка с использованием тРНК г и для включения метионина во внутренние положения цепи с использованием тРНК т- [c.210]

    Наиболее долгоживущим изотопом азота является азот-13 (период полураспада 10 мин). Аминокислоты, содержащие эту метку, синтезированы из NHg с использованием ферментов, иммобилизованных на пористых щариках из кремнезема [75]. Стабильный изотоп азот-15 изучен гораздо лучще реакции одностадийного аминирования дают возможность осуществлять наиболее короткие синтезы. Широко используется восстановительное аминирование а-ке-токислоты как химическими, так и биохимическими методами. С помощью цианоборогидрида натрия в присутствии NHs можно восстановить, например, индолил-З-пировиноградную кислоту в [2- N]триптофан с выходом 23 7о (pH 6—8, в МеОН, 25°С) [76]. Ферментативные синтезы, например превращение 2-оксоглутаровой кислоты в глутаминовую в присутствии Nh5 1 и восстановленного фосфата NAD, представляются удобными для синтеза скорее [c.253]

    Тетрапептидный фрагмент 14—17 содержит неудобное для синтеза сочетание аминокислот, что потребовало использования целого ряда защитных групп при синтезе схема (58) [114, 117]. С-Кон-цевой дипептидный амид удобно получать конденсацией двух производных аминокислот в присутствии дициклогексилкарбодиимида с отщеплением бензилоксикарбонильных групп путем гидрогенолиза. Поскольку следующим остатком является метионин, далее нельзя использовать гидрогенолиз, и для данной аминокислоты была выбрана чрезвычайно кислотолабильная о-нитрофенилсуль-фенильная защитная группа. Эта группа легко отщеплялась при обработке кислотой р-грег-бутильная сложноэфирная группировка аспарагина оставалась при этом нетронутой. Однако попытки ввести таким же путем следующую аминокислоту (триптофан) оказались безуспешными из-за неожиданно происходившей при снятии защитных групп перегруппировки схема (59) . [c.413]

    Механизм реакции на примере синтеза -триптофана может быть представлен как протекающий через шиффово основание I ( LXXXI), переходную форму шиффова основания, затем отщепление заместителя в Р-положе-нии и образование активного переходного основания ( LXXXII), р-углерод которого подвергается нуклеофильной атаке анионом индола с переходом в промежуточную форму с последующим протонированием в шиффово основание ( LXXXIII), которое уже гидролитически, обычным путем, расщепляется на -триптофан и пиридоксаль-5а-фосфат. [c.365]

---

польза, вред, источники, правила приема добавок?

Триптофан — незаменимая аминокислота, принимающая участие в обмене белка и в реакциях, продуцирующих серотонин, мелатонин и холин. Она не образуется в организме, а попадает в него с пищей. Недостаток триптофана может стать причиной возникновения серьезных проблем со здоровьем, привести к развитию хронической бессонницы и оказать отрицательное влияние на регуляцию когнитивных функций, настроение и поведение. Поэтому в некоторых случаях врачи назначают препараты и БАДы, содержащие это вещество.

Продукты, содержащие триптофан

Эта аминокислота присутствует в следующих продуктах:

• мясо;
• молокопродукты;
• пивные дрожжи;
• грибы;
• бананы;
• рыба;
• бобовые;
• злаки;
• орехи;
• финики.

Польза

Триптофан оказывает положительное влияние на настроение и работоспособность. Его употребление улучшает состояние кожи и волос, а также нормализует сон.

Вред

Вреден не только недостаток триптофана, но и его избыток. В такой ситуации возможно развитием серотонинового синдрома или передозировка. Ее проявлениями являются беспокойство, диспепсия и апатия.

Состав препаратов с триптофаном

Обычно в состав таких БАДов включаются целлюлоза, желатин, глицерин, вода, соли кальция и натрия. Активным веществом является изометрическая L – форма триптофана.

В некоторых импортных препаратах присутствует 5-гидроксид l – триптофана (окситриптан). Это промежуточное вещество, образующееся в ходе синтеза триптофана и серотонина. Его назначают для терапии мигреней, ПМС у женщин и при некоторых пищевых расстройствах.

Кому назначают?

Принимать триптофан без предварительной консультации с лечащим врачом не рекомендуется. Показаниями, при наличии которых он назначается, являются:

1. Комплексная терапия при алкогольной и наркозависимости с целью снятия абстинентного синдрома. Прием триптофана избавляет от тревожности и улучшает засыпание.
2. Бессонница. Триптофан способствует установлению правильных биоритмов.
3. Недостаток этого вещества в организме.

Последнее обычно сопровождается белково-энергетической недостаточностью. В подобных случаях требуется комплексный прием незаменимых аминокислот. Для этого обычно назначают Цитовир-3, содержащий альфа-глутамил-триптофан в комбинации с бендазолом и аскорбиновой кислотой. Препарат обладает иммуностимулирующим и противовирусным действием. Его используют для профилактики и лечения ОРВИ и гриппа.

Как принимать?

При бессоннице триптофан применяют в количестве 1–3 грамм непосредственно перед сном. Тем, кто страдает абстинентным синдромом, его прописывают в количестве 1–4 грамма. Эта доза принимается в 4 приема в течение дня. Длительность лечения определяется лечащим врачом в зависимости от динамики.

Внимание! Если наблюдается нехватка триптофана, то можно принимать БАДы с этим веществом. Ежедневная доза должна составлять 1 капсулу три раза в день, в течение 1 месяца, во время приема пищи.

Противопоказания и побочные эффекты

Противопоказанием к приему триптофана является аллергия на компоненты триптофаносодержащих препаратов.

Их не рекомендуется принимать беременным и мамам, кормящим малыша грудью. Триптофан может оказать негативное воздействие на самочувствие людей с диагностированой катарактой, сахарным диабетом, мальабсорбцией, недостатком соляной кислоты в желудке либо при ее отсутствии.

У препарата практически нет побочных эффектов. Иногда могут наблюдаться аллергические реакции, учащенный стул, повышенный метеоризм, сухость во рту, плохой аппетит и головокружения.

ФГБНУ НЦПЗ. ‹‹Аффективные психозы››

После того как было установлено, что антидепрессанты обладают адрено- и серотонинопозитивными эффектами и патогенез эндогенной депрессии связан с дефицитом норадреналина и серотонина, было естественно применить эти моноамины в качестве антидепрессивного средства. Однако, поскольку серотонин и норадреналин не проникают через гематоэнцефалический барьер, для лечения депрессии были использованы их предшественники: триптофан, 5-окситриптофан (5-ОТФ) и ДОФА,. которые хорошо проходят к клеткам мозга. Незаменимая аминокислота триптофан превращается в организме в 5-ОТФ, который, в свою очередь, превращается в серотонин (5-окситриптамин). ДОФА образуется из незаменимой аминокислоты тирозина и превращается в дофамин, который является медиатором дофаминергических нейронов и предшественником норадреналина. Все биогенные амины и их предшественники в живом организме являются лево-вращающими изомерами.

Часть поступающего с пищей триптофана подвергается в печени воздействию триптофанпирролазы (КФ 1. 13.11.11), которая активирует окисление триптофана (кинурениновый путь), в результате чего уменьшается его доля, идущая на синтез 5-ОТФ и, далее, серотонина. Триптофанпирролаза активируется глюкокортикоидами (положительная индукция фермента), вследствие чего при стрессе и в утренние часы, когда уровень кортизола увеличен, большее количество триптофана метаболизируется по кинурениновому пути. Триптофанпирролаза индуцируется также субстратом, т. е, триптофаном. В плазме крови триптофан находится в связанной форме с альбуминами. Неэстерифицированные жирные кислоты конкурируют с триптофаном за альбумины, и увеличение их уровня в плазме приводит к увеличению концентрации свободного триптофана. Лимитирующим ферментом в синтезе серотонина является триптофангидроксилаза, превращающая триптофан в 5-ОТФ, однако этот фермент в норме не насыщен субстратом.

Поэтому важную роль в образовании серотонина в мозге играет скорость транспорта триптофана через гематоэнцефалический барьер [Curzon G., 1980].

Предшественники серотонина триптофан и 5-ОТФ используются при лечении депрессии почти 20 лет, но, тем не менее, до сих пор данные об их эффективности остаются противоречивыми. Так, Н. Van Praag (1982) приводит суммарные данные 14 работ о применении 5-ОТФ, причем положительные результаты были получены в 12 исследованиях, а отрицательные — в двух. Антидепрессивное действие 5-ОТФ в дозах от 50 до 3000 мг в день было обнаружено у 191 из 350 лечившихся больных.

Однако в вышедшей за 2 года до этого обзорной статье R. Tissot, H. Shafner (1980) приводятся результаты 5 исследований, причем в 3 из них положительный эффект полностью отсутствовал, а в 2 — был неопределенным. Сопоставление этих обзоров показывает, как трудно получить достоверное представление о терапевтическом действии психотропных препаратов, основываясь только на литературных данных, и насколько теоретические установки авторов влияют на подбор и оценку чужих работ.

В собственных исследованиях Н. Van Praag сравнивал 5-ОТФ с наиболее сильным трициклическим антидепрессантом — хлоримипрамином — и пришел к заключению, что они равноэффективны при лечении «витальной депрессии» — униполярной и биполярной, а их сочетание обладает более сильным антидепрессивным действием, чем каждый из препаратов в отдельности. Суточная доза 5-ОТФ в этом исследовании составляла всего лишь 200 мг, но он применялся в сочетании с периферическим ингибитором декарбоксилазы, что уменьшало превращение 5-ОТФ в серотонин на периферии и, соответственно, увеличивало его поступление в мозг.

Еще более неопределенны данные об антидепрессивном действии 1-триптофана: в обзоре Н. Van Praag (1982) приводятся результаты 10 работ, причем в 5 из них триптофан по терапевтическому действию приравнивался к имипрамину или амитриптилину, в 3 — антидепрессивный эффект отсутствовал, а в 2 — он превосходил плацебо. Эффективность триптофана при биполярном течении МДП была значительно выше, чем при монополярном. Дозы триптофана составляли от 3 до 16 г в сутки. В большинстве работ он применялся в сочетании с аскорбиновой кислотой, пиридоксином и в одной — с никотинамидом.

Согласно Н. Van Praag (1982), антидепрессивный эффект 5-ОТФ является несомненным, в то время как терапевтическое действие триптофана слабее и в ряде случаев — сомнительно. Это различие вполне объяснимо, так как 5-ОТФ является непосредственным предшественником серотонина, в то время как триптофан должен предварительно превратиться в 5-ОТФ, причем, как указывалось ранее, значительная часть триптофана может уйти по кинурениновому пути метаболизма, а интенсивность этого превращения зависит от ряда факторов.

Таким образом, использование 1-триптофана в качестве самостоятельного антидепрессивного средства представляется малоперспективным, тем более, что как показывают наши и литературные данные, его терапевтическое действие при достаточно долгом применении имеет тенденцию к истощению, а препарат вызывает значительные побочные явления.

Существуют различные способы повысить эффективность триптофана: так, его сочетали с аскорбиновой кислотой, однако, учитывая, что она активирует синтез кортикоидов, которые индуцируют триптофанпирролазу, ценность такой комбинации представляется сомнительной. Пиридоксин (витамин В6)—кофермент декарбоксилазы, участвующей в синтезе серотонина, наиболее часто применяется в сочетании с триптофаном. Последние годы вместе с триптофаном обычно назначают два вещества, тормозящие триптофанпирролазу: никотинамид и аллопуринол. Однако эти данные были получены в опытах in vitro и на крысах. A. Green и соавт. (1980) показали, что у людей оба препарата не усиливают терапевтическое действие триптофана. Наиболее эффективной комбинацией является сочетание триптофана с ингибиторами МАО.

Нами было проведено лечение 1-триптофаном 22 больных эндогенной депрессией. У 14 депрессивные состояния характеризовались затяжным течением (1 год и более), низкой терапевтической чувствительностью и значительной тяжестью симптоматики. 16 больных получали ниамид в дозах до 300 мг/день до начала лечения триптофаном, причем последние 2 нед их состояние оставалось стабильным. Остальные больные получали триптофан «в чистом виде». Оптимальные суточные дозы 1-триптофана составили 6… 7 г. Как правило, их увеличение вызывало побочные эффекты и не приводило к дальнейшему улучшению состояния больных. Очевидно, это объясняется тем, что триптофан, являясь субстратом триптофанпирролазы, в больших количествах активирует этот фермент. Большую часть дозы мы распределяли на вечерние часы, когда уровень кортизола минимален.

У 2 из 16 больных, получавших триптофан вместе с ниамидом, через 1… 2 нед отмечалось полное исчезновение депрессивной симптоматики, которое нельзя было связать со спонтанной ремиссией, учитывая затяжное течение фазы и то, что первые признаки улучшения наступили через несколько дней после начала лечения триптофаном, У 12 больных наступило значительное смягчение депрессии. Это улучшение нельзя было приписать действию одного ниамида, поскольку последние недели он не проявлял терапевтического эффекта. Учитывая неблагоприятное течение и резистентность по отношению к терапии у отобранных больных, полученные результаты представляются обнадеживающими. У 6 больных, получавших только 1-триптофан, глубина депрессии была меньше и у 4 из них фазы не были затяжными. У 1 больной наступило полное исчезновение депрессивной симптоматики и через 2..3 дня возникла мания, а у 1—отмечалось значительное улучшение.

Таким образом, в практическом отношении триптофан недостаточно эффективен в качестве антидепрессанта, но в некоторых случаях резистентной к терапии депрессии он может потенцировать действие ингибиторов МАО. Кроме того, исследование антидепрессивного эффекта триптофана имеет важное значение для изучения патогенеза эндогенной депрессии, так как его терапевтическое действие указывает на роль серотонина. Анализ литературных данных и собственные наблюдения позволяют нам прийти к заключению, что 1-триптофан обладает отчетливым, хотя и не сильным, антидепрессивным действием.

В отношении антидепрессивного эффекта ДОФА мнение большинства исследователей сходится: этот препарат не обладает отчетливым терапевтическим действием при эндогенной депрессии. Оно обычно исчерпывается повышением двигательной активности, и при биполярном течении МДП возможна смена депрессии манией. В то же время имеются данные об утяжелении и возникновении депрессивной симптоматики в процессе длительного лечения ДОФА за счет снижения содержания серотонина в мозге. Вероятное объяснение столь низкой эффективности ДОФА заключается в том, что при приеме этого прекурсора в организме увеличивается содержание дофамина и его метаболитов, но не З-метокси-4-оксифенилгликола — главного метаболита норадреналина в центральной нервной системе [Gelenberg A. et al., 1982], т. е. ДОФА в основном идет на синтез дофамина, а не норадреналина.

Наши наблюдения полностью совпадают с приведенными литературными данными: из 30 больных эндогенной депрессией с меланхолическим, энергически-депрессивным и депрессивно-деперсонализационным синдромами прием ДОФА в дозах 1…4 г в течение 2…4 нед или препаратов, содержащих ДОФА и периферический ингибитор декарбоксилазы (наком, мадопар), не привел к полному купированию депрессивной симптоматики и наступлению светлого промежутка. У 3 больных биполярным МДП возникли гипоманиакальные и маниакальные эпизоды, причем у одного — длительная маниакальная фаза, а у двух — кратковременные гневливые мании, вновь сменившиеся депрессией. У половины больных значительно увеличилась двигательная активность и умеренно — психическая. У 2 больных усилилась депрессия, а у 3 — обострилась тревога. Таким образом, приведенные данные указывают на отсутствие истинного антидепрессивного эффекта у ДОФА.

ПРОДУКТЫ ДЛЯ ХОРОШЕГО НАСТРОЕНИЯ / Государственное бюджетное учреждение здравоохранения Ямало-Ненецкого автономного округа «Лабытнангская городская больница»

Во многом наше расположение духа зависит от уровня серотонина. На этом основано действие большинства антидепрессантов, которые увеличивают концентрацию этого вещества в ЦНС. Но повысить уровень серотонина и улучшить настроение можно и естественным путем: с помощью творчества, занятий спортом, общения с близкими, прогулок, позитивного мышления – и конечно, еды!

Сыр
Сыр содержит много белка, богатого особой аминокислотой — триптофаном. Она является строительным материалом для серотонина. Чем больше в организме триптофана, тем больше серотонина и тем лучше настроение!
Однако не забывайте о том, что сыры содержат много жиров. Старайтесь выбирать маложирные сыры, такие как тофу, рикотта, гаудетте или фета. А еще большое количество триптофана содержится в твороге, особенно, зерненном.

Рыба
Рыба тоже обладает высокой концентрацией триптофана, а также полиненасыщенных жирных кислот класса Омега-3. Эти жирные кислоты участвуют в формировании мембран клеток мозга и передаче импульсов. Если мозгу не хватает Омега-3, он не может строить новые клетки, а значит, качественно обрабатывать и передавать сигналы, что ведет к угнетенному состоянию. Также Омега-3 помогает мозгу вырабатывать серотонин. Особенно богаты полезными кислотами Омега-3 семга, сардина, корюшка, сельдь, салака, тунец, скумбрия, форель и другие жирные виды рыб.

Инжир и финики
Эти плоды содержат калий, и по его количеству уступают только орехам. Работая в паре с натрием, калий транспортирует триптофан к клеткам мозга. Получается, что мозг скорее и полнее получает строительный материал для производства серотонина, и наше настроение улучшается.
Помимо калия, в инжире и финиках много фосфора, железа, кальция, магния и пищевых волокон. А еще эти плоды обладают сочным вкусом, что тоже неизменно поднимает настроение!

Орехи и семечки
Доказано, что орехи и семена помогают бороться с депрессией.
Орехи и семена богаты полиненасыщенными жирными кислотами Омега-3, участвующими в производстве серотонина и нервных клеток; калием, который переносит триптофан к клеткам мозга; и витамином В6, при участии которого триптофан превращается в серотонин. Таким образом они способствуют повышению настроения. В целом, орехи очень полезны: они содержат огромное количество витаминов и минералов, белка. Но поскольку они высококалорийны, не стоит употреблять больше 30 г орехов и семян в день.

Бобовые
Блюда с бобовыми культурами – горохом, чечевицей, фасолью, нутом, соей, арахисом – содержат белок, богатый незаменимой аминокислотой триптофаном, из которой строится серотонин. По этому показателю бобовые уступают лишь сырам и рыбе. Особенно богаты триптофаном соевые бобы.

Зелень
Шпинат, сельдерей, салат, петрушка, руккола, кинза, базилик и другие виды зелени, а также листовые овощи (все сорта капусты) не только улучшают самочувствие, но и дают заряд положительных эмоций.
Зелень – ценнейший источник фолатов, то есть полезных кислот во главе с фолиевой. Они выполняют множество функций: участвуют в воспроизводстве и росте клеток и нормальной передаче генетического кода, что важно при планировании и вынашивании ребенка; участвуют в белковом метаболизме и синтезе клеток крови; играют важную роль в производстве нейромедиаторов – в том числе дофамина и сероторонина, которые контролирует настроение, сон и внимание».
Чтобы облегчить минуты печали, вместо сладкого добавьте больше зелени в привычный рацион!

Цитрусовые
Цитрусовые – настоящий кладезь витамина С. И помимо того, что апельсины, грейпфруты, мандарины, помело – очень вкусные фрукты, они еще и поднимают настроение! Это происходит потому, что витамин С участвует во всех шести этапах синтеза норадреналина – вещества, ответственного за бодрость, концентрацию и память.
Помимо цитрусовых, витамина С очень много в шиповнике, зеленом горошке, сладком перце, киви, облепихе и других плодах.
Зерновые

Крупы и цельнозерновой хлеб
Это главные источники сложных углеводов. Они надолго насыщают и ведут к плавному увеличению инсулина в крови, который переносит триптофан к клеткам мозга.
Хорошая комбинация для повышения настроения – это кусочек цельзернового хлеба с рыбой или индейкой. Рыба или индейка доставят в организм триптофан, а инсулин с помощью сложных углеводов из цельнозернового хлеба транспортирует их к мозгу, стимулируя выработку серотонина.
Чай
Ароматные травяные, черные и зеленые чаи содержат особое вещество – тианин, которое проникает в мозг и уменьшает воздействие стресса, улучшает память и настроение, позволяет сосредоточиться и повышает выносливость.
Специи
Воздействуя на нервные окончания во рту, жгучий перец стимулирует выработку эндорфина – гормона удовольствия и радости. Точно так же действуют и другие специи – карри, мускатный орех, кардамон, имбирь и другие. А еще умеренное количество специй в пище способствует выработке ферментов, ответственных за сжигание жиров, и улучшает обмен веществ.
Дорогие друзья, включите эти продукты в свой сбалансированный рацион, добавьте в свою жизнь физические нагрузки, общение и позитивные мысли – и тогда депрессии будет непросто отвоевать ваши жизненные силы!

Российские ученые разработали новый метод тестирования эффективности антибиотиков

Ученые МГУ имени М.В.Ломоносова совместно с коллегами создали надежный и приемлемый по затратам высокопроизводительный метод, позволяющий ускорять и улучшать поиск новых антимикробных препаратов. Ими создана система, не только измеряющая антимикробную активность, но и одновременно определяющая механизм действия нового вещества. Результаты опубликованы в высокорейтинговом журнале Antimicrobial Agents and Chemotherapy.

Дилемма антибиотика

Бактерии постоянно вырабатывают резистентность к антибиотикам, поэтому человечество вынуждено проводить последние десятилетия в поисках все новых и новых веществ, позволяющих решить эту проблему. Главным методом поиска является высокопроизводительный скрининг — испытание огромного количества веществ, как из химических библиотек, так и новых природных соединений. Однако никаких данных о механизме действия такие эксперименты не дают. Для увеличения эффективности методики необходимо искать пути снижения стоимости реагентов, автоматизации процесса и уменьшения количества стадий этой работы.

Уже сейчас существуют штаммы широкого спектра, которые помогают определять активность разных видов антибиотиков. Комбинация этих штаммов могла бы дать большую выгоду, ускорив процесс поиска нужных соединений и понимания механизмов их работы, но это требует множества проверок каждого вещества. Ученые сталкиваются с дилеммой: проверять одновременно много веществ по одному признаку, или же много признаков одного вещества, чтобы понять, на что же именно оно воздействует. Оба пути несовершенны, но российские ученые попытались найти компромисс, использовав плюсы обоих подходов.

«Нами был разработан подход, позволяющий in vivo определять механизм действия новых потенциальных антибактериальных препаратов, одновременно с определением эффективности, — сообщает автор исследования Илья Остерман, кандидат химических наук, научный сотрудник кафедры химии природных соединений химического факультета МГУ имени М.В.Ломоносова, лауреат премии Правительства РФ в области науки и техники для молодых ученых за 2016 год. — Благодаря автоматизации метода было возможно анализировать тысячи соединений в день».

Выходила на берег Katushka — прекращал свой синтез триптофан

Созданная репортерная система (в молекулярной биологии так называют вставленные в организм гены-репортеры или маркеры, которые помогают измерять, насколько активно работают другие гены) основана на генах, кодирующих два флуоресцентных белка. Один из них — дальне-красный белок Katushka2S, который являлся маркером для остановки трансляции — синтеза белков, и свет его можно было увидеть, если производство белка застопорилось из-за остановки следования рибосом по цепи РНК.

Перед геном белка Katushka2S был вставлен регуляторный элемент триптофанового оперона, который в геноме содержит инструкции по биосинтезу аминокислоты триптофана. Опероном называют функциональную группу генов, часть из которых кодирует белки, вместе выполняющие какую-либо работу, а другая часть регулирует количество этих белков, усиливая или подавляя их синтез при необходимости. В триптофановом опероне находится аттенюатор — участок генома, на котором в условиях избытка триптофана останавливается транскрипция.

Гены биосинтеза триптофана были заменены на ген белка Katushka2S. Сам аттенюатор также был изменен: вместо трехбуквенного кодона аминокислоты триптофана в составе закодированных ферментов был вставлен кодон аланина.Такой модифицированный аттенюатор перестал реагировать на концентрацию триптофана, однако, стал зависеть от антибиотиков нарушающих синтез белка — в их присутствии белка Katushka2S становится много.

«На первом этапе была создана генно-инженерная конструкция с использование двух флуоресцентных белков, экспрессия первого зависела от присутствия ингибиторов синтеза белка, а второго – от присутствия ингибиторов синтеза ДНК. Затем при помощи гиперчувствительного штамма кишечной палочки был создан репортер для детекции соответствующих типов антибиотиков», — рассказывает Илья Остерман о своей работе.

Дать красный свет синтезу ДНК

Каким же был второй флуоресцентный белок? Им стал RFP (red fluorescent protein — красный флуоресцентный белок). Интересно, что цвет также имеет значение: оба белка светят в том диапазоне (красного и дальне-красного цвета), который довольно хорошо пропускают ткани человека.

Ген RFP были вставлен таким образом, чтобы начинать работать во время SOS-ответа — реакции клетки на стрессовые, неблагоприятные условия, требующие повышенной внимательности со стороны систем ремонта повреждений ДНК. По замыслу ученых, этот процесс должен был запускать синтез красного флуоресцентного белка, который, как предупреждающая красная лампочка, может оповещать о том, что в бактериальной клетке что-то пошло не так. Чем больше будет красного света, тем сильнее действует антибиотик.

Как собрать такую репортерную систему? Для этого ученые поместили ген RFP сразу же после промотора (области, с которой рибосома, главный органоид белкового синтеза, идя по цепи, узнает старт последовательности, где записан белок) гена sulA, запускающегося на поздних стадиях SOS-ответа и подавляющего клеточное деление. Таким образом, как только ген sulA начинает работать, с ним в связке тут же начинает синтезироваться и красный флуоресцентный белок. Похожим образом работал и белок Katushka2S в триптофановом опероне, только оповещал он красным светом другой длины волны об остановке синтеза белка, а не ДНК.

Эта система двух репортеров уже была протестирована на выяснении активности нового антибиотика амикоумацина, для которого ранее не была известна мишень, которую он поражает, а также ряда других антибиотиков.

«Уже сейчас при помощи данного подхода нами проанализировано более пятидесяти тысяч соединений, обнаружены новые ингибиторы синтеза белка и синтеза ДНК, которые в дальнейшем могут стать основой для новых антимикробных лекарств. Процесс скрининга также будет продолжаться», — заключил ведущий автор исследования.

Исследование выполнено совместно с сотрудниками МФТИ и Сколковского института науки и технологий, а также Института по изысканию новых антибиотиков им. Гаузе.

Сладкая жизнь

В начале августа мы писали о том, что британские ученые на выборке из 13 тысяч человек показали взаимосвязь между потреблением темного шоколада (именно темного — с содержанием какао более 45 процентов) и уменьшением симптомов депрессии. Согласно результатам работы, характерные для депрессии состояния на 70 процентов реже встречались у тех, кто ел темный шоколад, по сравнению с теми, кто не ел его вообще. Разумеется, это только корреляция, и на основе этих данных нельзя утверждать, будто шоколад может избавить человека от депрессии. Редакция N + 1 рассказывает о возможных механизмах, позволяющих темному шоколаду влиять на наше эмоциональное состояние, и выясняет, можно ли называть его антидепрессантом.

Шоколад — одно из самых популярных лакомств людей по всему миру: спасибо индейцам майя и ацтекам, которым полюбился горький ароматный напиток из какао-бобов, конкистадорам, которых он также привлек, а в особенности спасибо — голландскому химику Конраду ван Гутену, который в начале XIX века запатентовал дешевый способ выжимки какао-масла из бобов.

Отдельное спасибо хочется сказать тем, кто добавил в изначально, вероятно, довольно неприятный для вкусовых рецепторов напиток сахар и молоко.

Про то, что шоколад довольно полезен для здоровья, мы писали неоднократно: его пользу ученые доказывали и для сердечно-сосудистой системы, и для мозга и иммунитета.

Положительное воздействие на организм объясняется наличием в какао-масле и других производных продуктах какао-бобов природных соединений флавоноидов (а точнее — флавонолов). На организм человека они действуют в первую очередь как антиоксидант, то есть нейтрализуют активные формы кислорода, способные повредить макромолекулы, такие как белки и ДНК.

Авторы подавляющего большинства исследований, разумеется, не приходят к выводу о том, что шоколад — это панацея. Более того, даже в исследованиях в крупных рецензируемых журналах говорится о том, что обнаруженный положительный эффект от поедания шоколада, как краткосрочный, так и долгосрочный, — зачастую пусть и статистически значимый — остается все-таки довольно небольшим.

То же самое касается и психического здоровья. Шоколад, с его сладостью и приятными для вкусовых ощущений текстурой и ароматом, в действительности может поднять настроение, но не всегда понятно, как это работает — имеем ли мы дело исключительно с психологическим эффектом, или тут срабатывает некий физиологический механизм, запускаемый теми свойствами шоколада, которые схожи со свойствами антидепрессантов.

Разбираться и в том, и в другом нужно отдельно, но сперва необходимо пояснить, почему вообще то, что мы едим, может быть важно для психического здоровья.

Серотонин из еды

Депрессия, как известно, бывает эндогенной: иногда для ее появления не требуется никаких внешних триггеров, таких как потеря работы или смерть близкого человека.

В определенный момент мозг перестает нормально синтезировать и использовать важные для него нейромедиаторы (серотонин, дофамин и норадреналин), участвующие в работе системы вознаграждения, — все вместе или только некоторые из них. То, что раньше хорошо работало и заставляло вставать по утрам, радоваться встречам с друзьями, ощущать удовольствие от любимой пищи, ломается.

Предсказать эту поломку, особенно с учетом того, что она может появиться совершенно внезапно, бывает сложно, поэтому от депрессии не защищены даже те люди, которые не испытывают ежедневных стрессов, влияющих на состояние центральной нервной системы.

Депрессию, однако, можно предупредить с помощью правильного — или сравнительно правильного — образа жизни. Так, на риск развития депрессии влияет гигиена сна, физическая активность, алкоголь и, разумеется, питание.

Шоколад относят к числу продуктов с большим содержанием триптофана — одной из ароматических альфа-аминокислот. Правда, 200 миллиграмм триптофана на 100 грамм шоколада — на самом деле не самый высокий показатель, для красной или черной икры он куда выше (960 и 910 миллиграмм на 100 грамм соответственно).

Протеиногенный энантиомер (оптический изомер) триптофана — L-триптофан — входит в состав белков всех живых организмов, а его метаболитом является серотонин — тот самый нейромедиатор, который, помимо всего прочего, очень важен для работы системы вознаграждения головного мозга.

Синтезируется серотонин из триптофана через еще один шаг-предшественник — 5-гидрокситриптофан. Это вещество, известное также как 5-HTP, продается в виде биологически активной добавки, которая, судя по некоторым данным, в лечении депрессии эффективнее плацебо, хотя достаточно качественных медицинских исследований на этот счет до сих пор не проводилось.

Непроходимый барьер

В отличие от триптофана или 5-HTP, поступающих в организм в чистом виде (в виде добавок) и действительно способных повысить уровень серотонина, с этой же альфа-аминокислотой, поступающей в организм с едой, все не так просто. Дело в том, что триптофан, прежде чем синтезироваться в нейромедиатор, должен преодолеть гематоэнцефалический барьер.

Этот же барьер должны преодолеть и другие аминокислоты, и триптофан среди них далеко не главный: транспортная система, которая руководит перемещением по гематоэнцефалическому барьеру, отдает предпочтение другим аминокислотам, поступающим в организм с белками.

Поэтому простое добавление в пищу продуктов, в которых триптофан содержится в больших количествах, уровень серотонина в головном мозге не поднимет. Исследования показывают: чтобы в организме было достаточно триптофана для дальнейшего эффективного синтеза 5-HTP и серотонина, количество калорий, поступающих из белка, не должно превышать 2–4 процента от общей энергетической ценности пищевого продукта.

Шоколад к таким продуктам не относится, так как белка в нем — около пяти процентов: этого достаточно для того, чтобы триптофан уступил место другим аминокислотам, а серотонин из него не синтезировался.

Примерно то же самое можно сказать про дофамин. Этот нейромедиатор синтезируется из альфа-аминокислоты фенилаланина через синтез тирозина или из самого тирозина.

И та, и другая аминокислота есть в продуктах питания (в том числе в шоколаде), но перейти гематоэнцефалический барьер они могут только в чистом виде (строго говоря, в чистом виде в продуктах питания — например, банановой кожуре — есть и дофамин, но он как раз барьер между кровеносной системой и мозгом не проходит совсем).

Исследования, посвященные синтезу дофамина (а также его метаболита норадреналина) из продуктов питания достаточно ограниченны, но известно, к примеру, что тирозин в чистом виде в достаточно большой дозировке (100 миллиграммов на килограмм веса) никак не влияет на настроение человека.

Именно поэтому считать шоколад пищевым источником серотонина и дофамина нельзя совсем (поэтому не верьте, если об этом где-то пишут). Хорошая новость, однако, состоит в том, что продуктам необязательно напрямую синтезировать нейромедиаторы, чтобы оказывать влияние на работу головного мозга человека.

giphy.com

Жизнь в шоколаде

Еда — это один из самых главных стимулов для системы вознаграждения головного мозга, а приятная еда (то есть, конечно, и шоколад) — стимул еще и достаточно сильный. В исследованиях пищевого поведения или обучения с подкреплением как с участием людей, так и лабораторных животных, шоколад как стимул считается так называемой «аппетитной едой» (palatable food), способной существенно повысить активность дофаминергических нейронов.

Так, в эксперименте на мышах было показано: потребление шоколада повышает выброс дофамина в прилежащем ядре — мозговой структуре, которая принимает сигналы от дофаминергических нейронов и является важной частью системы вознаграждения.

Прилежащее ядро иногда называют «центром удовольствия»: активность этой зоны повышается при воздействии некоторых наркотических веществ, во время секса. Кроме того, эта область также подвержена влиянию социального одобрения.

Эксперимент на молодых людях показал, что активность прилежащего ядра повышается при виде лайков к собственным фотографиям. Кстати, примерно так же, как и при поедании шоколада: из этого можно сделать вывод, что недостаток внимания можно возместить шоколадкой — и прилежащее ядро никакой разницы не заметит.

Возникает вопрос: не может ли шоколад считаться наркотиком и не грозит ли любителям этого продукта «шокоголизм»?

Некоторые исследования, к примеру, показывают, что бывшие героиновые наркоманы, находящиеся на принудительном лечении или за решеткой, испытывают повышенную тягу к сладкой пище. Не исключено поэтому, что физиологические механизмы, заставляющие людей испытывать тягу к сладкому и переживать абстинентный синдром, могут быть схожи.

При этом в получении удовольствия от потребления пищи действительно участвует опиоидная система: в ответ на сладкую пищу в организме выделяются опиоидные пептиды, которые, в свою очередь, повышают концентрацию бета-эндорфинов в гипоталамусе.

Любопытно, что этот эффект обратим при применении налтрексона — антагониста опиоидных рецепторов, который прописывают, например, после отмены обезболивающих на опиатах.

Однако этот эффект не связан исключительно с шоколадом. Скорее, он наступает при потреблением любой высокоуглеводной еды, даже необязательно сладкой, так что работа опиоидной системы организма при потреблении шоколада не объясняется конкретно его уникальными свойствами.

Поэтому считать шоколад наркотиком, даже упрощенно, точно нельзя, как нельзя утверждать, что производимый им эффект на организм и сознание человека сравним, к примеру, с эффектом от приема опиатов. В противном случае производство и продажа шоколада регулировались бы законом. Хорошо, что это не так.

Гедонисты одобряют

Разумеется, «аппетитность» любой сладкой пищи, в том числе шоколада, зависит не только от сладкого вкуса как такового — любой человек предпочтет съесть кусок шоколадного торта, а не пару столовых ложек сахара. Причем с шоколадом, из-за его физических свойств и содержащихся в нем ароматных веществ, ситуация особенная.

Температура плавления шоколада — около 30-38 градусов Цельсия, что позволяет ему оставаться твердым при комнатной температуре и таять уже во рту. Процесс таяния — едва ли не главное в потреблении шоколада.

На этом этапе в больших количествах выделяются входящие в состав продукта алкалоиды, отвечающие за горьковатый привкус и привычный для какао аромат, а полученная жидковатая, немного вязкая и в меру жирная консистенция дарит дополнительную оросенсорную стимуляцию.

Благодаря сочетанию этих факторов шоколад достигает высокой гедонической оценки.

Касается это, кстати, больше молочного, чем горького шоколада, так как в молочном чуть больше и жиров, и углеводов — а именно сочетание этих питательных веществ в продукте делает его крайне привлекательным.

В целом, можно заключить, что шоколад, несмотря на то, что он может повысить настроение, не следует считать антидепрессантом. При потреблении шоколада любой схожий с приемом реальных препаратов эффект достаточно недолговечен и уж точно не так глубок.

Поэтому рассчитывать на него, если у вас начинается депрессия, особо не стоит, и при наличии каких-либо поводов для беспокойства необходимо обращаться ко врачу.

И обязательно помните, что, несмотря на свои прекрасные полезные свойства, приятную текстуру и аромат, шоколад — это всего лишь шоколад.

Елизавета Ивтушок

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

---

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

---

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

---

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Одношаговая инактивация триптофанового аттенюатора и замена промотора для улучшения продукции L-триптофана в Escherichia coli | Фабрики микробных клеток

Конструирование основного синтетического L-триптофана

E. Coli GPT1001

Общие стратегии конструирования штамма, продуцирующего L-триптофан, показаны на рис. L-триптофаном была проведена следующая манипуляция: сначала был отключен ген trpR , кодирующий репрессор транскрипции триптофана, чтобы устранить регуляцию транскрипции генов пути L-триптофана [6, 14].Нокаут этого гена несколько улучшил накопление триптофана (таблица 1). Во-вторых, trpE и aroG , кодирующие компонент I антранилатсинтазы и DAHP-синтазы, соответственно, были клонированы в вектор с низким числом копий pCL1920 и экспрессировались в E. coli (∆ trpR ). Поскольку экспрессия дикого типа trpE и aroG по обратной связи ингибируется L-триптофаном и L-фенилаланином, соответственно, в нашем исследовании были выполнены сайт-направленные мутации trpE (Met293Thr) и aroG (Pro150Leu). для снятия торможения обратной связи [15, 16].Полученный рекомбинант E. coli (∆ trpR ), несущий сверхэкспрессированные и мутировавшие trpE и aroG , может продуцировать 0,74 gl ^-1 L-триптофана при периодическом культивировании, что в 6000 раз выше, чем у дикого типа. E. coli (таблица 1).

Таблица 1 Разработка L-триптофана, продуцирующего Штаммы E. coli

Ослабление репрессии продукта с помощью обратной связи увеличило экспрессию ключевых ферментов в пути биосинтеза триптофана, в то время как предоставление большего количества предшественников позволило бы увеличить метаболический поток. ген tktA , кодирующий транскетолазу в пентозофосфатном пути, и сверхэкспрессия этого гена в E. coli , как было доказано, поставляют больше E4P, предшественника L-триптофана [17]. В противном случае, анализ распределения потока углерода в узле в дикой природе E. coli показал, что фосфоенолпируват: углеводная фосфотрансфераза (PTS) является крупнейшим потребителем PEP, в то время как относительный поток углерода, направленный на биосинтез ароматических аминокислот, составляет только около 1,5% от потребляемые СТВ [18].Поэтому мы исключили ptsG , который кодирует компонент IIBC глюкозо-специфической системы PTS, чтобы обеспечить больше PEP. В нашем базовом штамме мы выполнили модификацию хозяина для увеличения уровней предшественников PEP и E4P, в то время как PRPP и Lserine также являются строительными блоками для L-триптофана. Следовательно, увеличение доступности L-серина путем амплификации дерегуляции гена serA [19] и PRPP за счет сверхэкспрессии генов prs и ywlF , участвующих в пути биосинтеза PRPP из рибулозо-5-фосфата [20] должен быть полезен при высоком накоплении L-триптофана.Наконец, мы отключили ген tnaA , который кодирует триптофаназу, катализирующую реакцию L-триптофана обратно в индол [3]. Полученный синтетический штамм L-триптофана был назван GPT100. Затем мы трансформировали плазмиду pTAT в E.coli GPT100 и сконструировали штамм GPT1001. Этот штамм был способен продуцировать 1,3 г l ^-1 L-триптофана при периодическом культивировании и поэтому был использован в качестве основного штамма для дальнейшего эксперимента.

Одностадийная инактивация аттенюатора L-триптофана и замена промотора

Экспрессия оперона биосинтеза триптофана отрицательно регулировалась аттенюатором ниже промоторного операторского сайта до тех пор, пока триптофановое голодание не стало серьезным.Однако простое удаление аттенюатора, вероятно, не может обеспечить достаточную экспрессию генов оперона триптофана [21]. Поэтому важно улучшить экспрессию генов триптофанового оперона одновременно с инактивацией аттенюатора.

Поэтому мы разработали одностадийный метод инактивации аттенюатора и замены промотора (рис. 2). Сначала мы сконструировали рекомбинантную плазмиду pKMT, которая содержит ген kan из pKD4 и промоторный кластер 5CP tacs из p5TG.Предыдущая работа нашей лаборатории подтвердила, что сила транскрипции может быть увеличена за счет увеличения тандемных повторов промотора core -tac- и достигла почти максимума, если количество тандемных повторов было равно пяти [22]. По обе стороны от гена kan были добавлены сайты FRT. Затем с использованием этой плазмиды в качестве матрицы была сконструирована интеграционная кассета с использованием ПЦР путем добавления перед промоторным кластером 5CP tacs и ниже гена kan гомологичных последовательностей 39 п.н. для рекомбинации Red.Наконец, путем электропорации фрагментов в клетки основного штамма E. coli GPT100 был получен сконструированный E. coli GPT101, который содержит инактивированный аттенюатор и замененный промотор. Среди двадцати четырех рекомбинантов, которые были обнаружены, был обнаружен только один положительный клон. Положительный клон трансформировали плазмидой pTAT, в результате чего получали штамм E. coli GPT1002 .

Рисунок 2

Схема конструкции плазмиды pKMT и замены промотора .

Характеристика транскрипции триптофанового оперона в

E. Coli GPT1002

Для исследования эффекта инактивации триптофанового аттенюатора и замены промотора транскрипция пяти генов триптофанового оперона в штаммах GPT1002 и GPT1001 сравнивалась с использованием RT-PCR (рис. 3А). По сравнению с контрольным штаммом GPT1001, транскрипция пяти генов триптофанового оперона в GPT1002 была повышена с 1,67 ± 0,04 до 9,21 ± 0,13 раза. Среди них первый ген trpE , расположенный непосредственно ниже промоторного кластера 5CP tacs , был значительно активирован 9.21 ± 0,13 раза. Тем не менее, другие четыре гена в опероне триптофана были активированы только примерно в два раза. В недавней публикации также сообщалось о дифференциальной экспрессии генов одного и того же оперона [23]. Они обнаружили, что экспрессия гена в опероне линейно зависит от расстояния транскрипции. Они даже создали общую модель трансляции оперона, чтобы прояснить этот феномен. Однако в нашем исследовании мы обнаружили, что гены trpD , trpC , trpB и trpA с разным расстоянием транскрипции в опероне имели одинаковый уровень транскрипции.Разница между нашим экспериментом и их экспериментом в том, что мы используем естественный оперон. Природный оперон имеет некоторые специфические регуляторные механизмы, в то время как синтетические опероны, используемые в их экспериментах, лишены тех мРНК-специфических регуляторных механизмов, которые обычно встречаются в нативных оперонах [23]. В нативном опероне триптофана, помимо промотора trp , который мы заменили на промоторный кластер 5CP tacs , был внутренний промотор с низкой эффективностью trp p2 , расположенный в гене trpD , обеспечивающий функцию обхода, выгодную для клетки в условиях тяжелых условий. депривация питания [24–27].Однако механизм регуляции промотора trp p2 до сих пор неизвестен, что может влиять на транскрипцию оперона триптофана и приводить к нашим новым результатам.

Рисунок 3

Анализ RT-PCR сконструированных клеток E. coli . (A) Относительная экспрессия гена E. coli GPT1002 по сравнению с контрольным GPT1001. (B) Относительная экспрессия гена E. coli GPT101 по сравнению с контрольным GPT100. gapA Транскрипты были выбраны в качестве стандарта, и каждое измерение повторяли трижды.Планки погрешностей указывают стандартные отклонения.

Кроме того, уровень транскрипции гена aroG в штамме GPT1002 также был значительно повышен в 9,29 ± 0,32 раза. Чтобы определить, приводят ли различные уровни экспрессии trpE и aroG на плазмиде pTAT к этому явлению, мы проанализировали экспрессию trpE , aroG и trpD в штаммах GPT101 и GPT100, родительские штаммы GPT1002 и GPT1001 без рекомбинантной плазмиды pTAT, соответственно (рис. 3B).Относительная транскрипция трех генов как в GPT101, так и в GPT100 была аналогична штамму, несущему pTAT, и поэтому исключало влияние плазмиды pTAT. Поскольку белок AroG имеет решающее значение для управления потоком углерода в пути биосинтеза ароматических аминокислот [28, 29], дополнительные эксперименты, такие как анализ метаболического потока, должны быть полезны, чтобы выяснить причину высокой транскрипции aroG .

Производство L-триптофана с помощью

E. Coli GPT1002

Чтобы изучить влияние инактивации аттенюатора и замены промотора на продукцию L-триптофана, мы выполнили периодическое культивирование сконструированного штамма GPT1002 и контрольного штамма GPT1001 в среде с добавлением 20 гл ^-1 глюкозы (рис. 4).Штаммы GPT1001 и GPT1002 показали аналогичную скорость потребления глюкозы, но GPT1002 рос немного быстрее, чем контроль, на что указывает оптическая плотность 600 нм (OD600) через 36 ч, 15,2 против 13,2. Это означало, что генетическая модификация оперона L-триптофана может улучшить эффективность использования глюкозы. После 36 ч культивирования GPT1002 накопил 1,70 г / л ^-1 L-триптофана, что на 30,8% больше, чем у контрольного штамма GPT1001.

Рисунок 4

Периодическое выращивание E.coli GPT1001 и GPT1002 во встряхиваемых колбах объемом 300 мл . Для E. coli GPT1001, кривые роста (закрашенные квадраты); (закрашенный кружок) потребление глюкозы; (закрашенный треугольник) Выход L-триптофана. Для E. coli GPT1002, кривые роста (незакрашенный квадрат); (белый кружок) потребление глюкозы; (открытый треугольник) Выход L-триптофана. Столбики ошибок представляют собой стандартные отклонения от трех повторных ферментаций.

Для оценки потенциала производства L-триптофана E.coli штамм GPT1002 в контролируемых условиях, мы провели биореакторную ферментацию в указанных условиях культивирования (рис. 5). Штамм GPT1002 показал длительную лаговую фазу роста около 20 часов. В этот период L-триптофан также накапливался на низком уровне. Эта длительная задержка фазы роста может быть связана с метаболической нагрузкой, создаваемой заменой промоторных кластеров 5CP tacs и плазмидой pTAT. Через 20 ч рост клеток перешел в экспоненциальную фазу. Одновременно с этим стало быстро расти производство L-триптофана.Максимальный OD600 составлял 53, в то время как максимальное накопление L-триптофана достигало 10,15 г / л ^-1 через 48 часов. Поскольку GPT1002 является генетически четко определенным штаммом, развитие которого напрямую связано с биосинтезом L-триптофана, его можно легко улучшить с помощью метода омики или адаптированной эволюции, а также множества крупномасштабных аналитических методов, таких как транскриптом и в этом может помочь протеомный анализ [12, 30].

Рисунок 5

Периодическая ферментация GPT1002 с подпиткой в ​​5-литровом ферментаторе .(Закрашенный квадрат) кривые роста; (закрашенный кружок) потребление глюкозы; (закрашенный треугольник) Выход L-триптофана. Планки погрешностей представляют собой стандартные отклонения от трех измерений.

Посредством замены промотора промотор дикого типа может быть заменен на тот, который был разработан для увеличения или контроля силы транскрипции [31, 32]. Однако нормального сильного промотора иногда недостаточно для экспрессии нижележащих генов. Недавно мы разработали промоторный кластер, с помощью которого промоторная область core tac была последовательно расположена в тандеме.Этот метод может улучшить экспрессию желаемых генов без увеличения количества копий гена. Когда число повторов было 5, сила транскрипции увеличивалась почти в 4 раза [22]. В этом исследовании промоторный кластер 5CP tacs был заменен на область выше оперона триптофана, что привело к идеальному результату. Помимо E.coli , этот метод замены промотора также может применяться ко многим другим бактериям и другим участкам хромосомы. Тем не менее, выбор области подкачки в хромосоме очень важен.Если область обмена содержит незаменимый ген или важные элементы регуляции, с заменой следует соблюдать осторожность.

Повышение синтеза триптофана в кормовых бобовых Astragalus sinicus путем экспрессии гена антранилат-синтазы (ASA2), нечувствительного к обратной связи с табаком

Trp является незаменимой аминокислотой, поскольку она не синтезируется животными и должна поступать в рацион нежвачных животных такие как свиньи, домашняя птица и люди. Антранилатсинтаза (AS) катализирует первую реакцию в многоступенчатой ​​ветви биосинтеза Trp, превращая хоризмат в антранилат (рис.1). AS — это обратная связь, ингибируемая конечным продуктом Trp, который связывается с аллостерическим сайтом на каталитической α-субъединице AS. На то, что AS является контрольной точкой в ​​ветви Trp в растительных клетках, указывают исследования промежуточного питания пути (Widholm, 1974), уровни ферментативной активности (Singh and Widholm, 1974), ингибирование активности соответствующих ферментов по принципу обратной связи (Singh and Widholm, 1974) и селекции на устойчивость к 5-метил-Trp (5MT) (Widholm, 1972). Кроме того, трансформация с измененным по обратной связи геном AS дала кукурузу (Anderson et al., 1997) и риса (Wakasa et al., 1999) с измененными AS, ингибируемыми с помощью обратной связи, и более высоким уровнем свободного Trp.

Системы культивирования растительных клеток были полезны для изучения регуляторных механизмов биосинтеза аминокислот, поскольку отбор на устойчивость к токсичным аналогам, таким как 5MT, может давать линии с нечувствительной к обратной связи активностью фермента AS, что приводит к увеличению количества конечного продукта, Trp . Чтобы клеточная селекция была полезной для селекции растений, растения, которые выражают признак и передают выбранный признак своему потомству, должны быть регенерированы.В случае устойчивости к 5MT растения табака, регенерированные из устойчивых клеток, не экспрессировали измененную форму AS (Brotherton et al., 1986), тогда как растения Datura innoxia, , имели (Ranch et al., 1983; Brotherton et al., 1996). ). В случае риса устойчивость регенерированных растений к 5MT (Wakasa and Widholm, 1987) была ядерным, доминантным признаком, но гомозиготность не была достигнута даже после нескольких последовательных самоопыления устойчивых растений (Wakasa and Widholm, 1991). Использование технологии генетической трансформации с нечувствительной к обратной связи Trp кДНК ASA2 может позволить более контролируемую экспрессию.

Недавние исследования показали, что AS растений состоит из неидентичных больших (α, компонент I) и малых (β, компонент II) субъединиц, подобных бактериям (Yanofsky, Crawford, 1987; Crawford, 1989). Гены AS , кодирующие α-субъединицу (Niyogi and Fink, 1992; Bohlmann et al., 1995) и β-субъединицу (Niyogi et al., 1993), были клонированы из Arabidopsis и Ruta graveolens . Два гена AS, , кодирующие α-субъединицу фермента, клонированного из Arabidopsis и R.graveolens были обозначены как ASA1 / ASA2 и ASα1 / ASα2 соответственно (Niyogi and Fink, 1992; Bohlmann et al., 1995). Экспрессия генов ASA1 и ASα1 индуцируется обработкой ран и / или элиситором и приводит к вторичной продукции соединения.

Растения кукурузы и риса трансформировали мутантными генами AS с измененными методами обратной связи, выделенными из одних и тех же соответствующих однодольных растений, кукурузы и риса, как сообщается в патентах (Anderson et al., 1997; Wakasa et al., 1999). Мы описываем здесь трансформацию модельного кормового бобового растения Astragalus sinicus с кДНК, обозначенной ASA2 , которая кодирует природную нечувствительную к обратной связи α-субъединицу AS, клонированную из невыделенного, но устойчивого к 5MT (5MT ^r ) табака. культивируемая в суспензии клеточная линия (AB15-12-1; Song et al., 1998). Эти эксперименты проводились, чтобы определить, есть ли экспрессия нечувствительной к обратной связи α-субъединицы ASA2 табака в бобовых, A.sinicus , продуцирует AS с измененной обратной связью, который влияет на биосинтез Trp и придает толерантность аналогу Trp 5MT.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Образование и молекулярный анализ трансгенных

A. sinicus Волосатые корни

Большое количество устойчивых к канамицину линий корней было получено из проростков A. sinicus , трансформированных штаммом DC-AR2 Agrobacterium rhizogenes , содержащим pBIN- ASA2 . Плазмида pBIN- ASA2 содержит 2.Кодирующие области размером 2 т.п.н. и 3′-расположенные ниже области кДНК ASA2 под контролем промотора 35S вируса мозаики цветной капусты (CaMV), а также гена устойчивости к канамицину, nptII, в качестве селектируемого маркера (рис. 2А). Все 34 отдельных протестированных волосистых корня, устойчивых к канамицину, содержали кДНК ASA2 , как определено ПЦР-анализом геномной ДНК с использованием праймеров кДНК ASA2 для получения фрагмента длиной 1107 п.н. (данные не показаны). Полосы не были получены с контрольными образцами ДНК из линий, трансформированных DC-AR2 без бинарного вектора.

Рис.2.

A, T — область ДНК pBIN- ASA2 . Стрелки указывают направление транскрипции. RB, правый край; LB, левая граница; NOS-pro, промотор нопалинсинтазы; NOS-ter, терминатор нопалинсинтазы; nptII , ген II неомицинтрансферазы; 35S, 35S промотор CaMV; ASA2 , кодирующая область длиной 2,2 т.п.н. и 3′-расположенные ниже области гена AS. B и C, анализ гибридизации саузерн-блоттингом. Все ДНК расщепляли Bam HI (B) и Eco RI (C).ДНК из контрольного волосатого корня, трансформированного штаммом DC-AR2 A. rhizogenes и независимыми волосистыми корнями (A-3, A-5, A-6, A-7, A-8, A-9, A-10 и A-20), трансформированный штаммом DC-AR2 A. rhizogenes , несущим pBIN- ASA2 .

Анализ

Саузерн-блоттингом с геномной ДНК волосистого корня подтвердил результаты ПЦР-скрининга и дополнительно продемонстрировал стабильное включение гена 35S- ASA2 в геном A. sinicus (рис. 2, B и C). Полоса сигнала гибридизации, соответствующая гену 35S- ASA2 , была обнаружена во всех ДНК, выделенных из волосистых корней, трансформированных бинарным вектором pBIN- ASA2 , но не из ДНК, трансформированных DC-AR2 без бинарного вектора.Поскольку Bam HI и Eco RI являются уникальными сайтами в Т-области бинарного вектора, присутствие от одного до пяти фрагментов переменного размера в геномной ДНК указывает на вставку от одной до пяти копий Т-ДНК. с ASA2 в геном растения.

Суммарная РНК, выделенная из 10 трансформированных и одной контрольной линий волосистых корней, была гибридизирована с помеченной кДНК ASA2 в качестве зонда, и в РНК всех линий волосистых корней, трансформированных 35S- ASA2 , была обнаружена одна полоса размером примерно 2,2 т.п.н. гена и от контроля 5MT ^r Nicotiana sylvestris (рис.3А). Сигнал гибридизации не обнаруживался в РНК из контрольной линии волосистых корней или линии клеток 5MT ^s N. sylvestris , культивируемой в суспензии. Некоторые линии волосистых корней, A-7, A-8 и A-20, имели очень сильные сигналы гибридизации, показывающие, что экспрессия ASA2 , управляемая промотором 35S CaMV, может быть очень высокой. Многократное изменение экспрессии, наблюдаемое среди индивидуальных трансформантов ASA2 , аналогично тому, о котором сообщалось для других генов, управляемых промотором 35S CaMV (Lagrimini et al., 1990) и могут быть отнесены в первую очередь к эффектам положения (Weising et al., 1998), а не к различиям в количестве копий генов.

Рис.3.

A и B, Нозерн-блоттинг. Суммарная РНК, выделенная из однонедельных 5MT ^s и 5MT ^r суспензионных культивированных клеток N. sylvestris , контрольных волосатых корней, трансформированных A. rhizogenes штаммом DC-AR2, и независимых волосистых корней (A -1, A-3, A-4, A- 5, A-6, A-7, A-8, A-10, A-20 и A-42), преобразованные с помощью A.rhizogenes , штамм DC-AR2, несущий pBIN- ASA2 (A). Однонедельные 5MT ^s и 5MT ^r суспензионно культивируемая клеточная линия N. sylvestris , проростки проростков A. sinicus и листья, стебли и корни регенерантов линии волосистых корней A-20 соответственно (Б). Как в A, так и в B нижняя панель показывает количество рРНК, окрашенной бромидом этидия.

Ткани листьев, стеблей и корней растений, регенерированных из трансформированной линии волосистых корней A-20, также показали сильную экспрессию 2.2-kb ASA2 транскрипта, тогда как в контроле этого не произошло (фиг. 3B). Эти результаты отличаются от результатов, полученных с отобранными 5MT клетками, культивируемыми в суспензии табака, где высокие уровни транскрипта ASA2 были обнаружены в РНК из клеток 5MT ^r , но не из суспензионных клеток дикого типа или листьев, корней, стебли или семена растений, регенерированные из устойчивых клеток (Song et al., 1998). Таким образом, кДНК ASA2 конститутивно экспрессировалась в большинстве тканей A.sinicus под контролем промотора 35S.

AS Активность фермента

Кинетику ингибирования активности AS в экстрактах волосистых корней с помощью обратной связи Trp сначала измеряли с использованием NH ₄ Cl вместо Gln в качестве второго субстрата, поскольку свободные α-субъединицы ASA2 могут использовать аммоний для получения антранилата из хоризмата. Во всех четырех протестированных линиях, трансформированных ASA2 , активность AS была менее чувствительна к ингибированию Trp, чем активность двух контрольных линий (фиг.4А). Кажущийся K Значения _i для Trp, оцененные по концентрации Trp, вызывающей 50% ингибирование, составляли 4, 5, 16 и 30 мкм для линий, трансформированных ASA2 , и 2 и 3 мкм для контролей. Эти различия меньше, чем различия, обнаруженные с активностью AS в экстрактах табачных суспензионных клеток дикого типа и устойчивых к 5MT, где кажущееся значение K Значения _i составляли 2 и 300 мкм соответственно, а для ASA2, экспрессированного в Escherichia coli , 100 мкм (Song et al., 1998). Эти различия могут быть связаны с уровнем экспрессии и различиями в количестве различных участвующих β-субъединиц. Хотя изменения в K _и являются скромными по сравнению с теми, которые наблюдаются в этих других клеточных экстрактах, активность AS все еще присутствует при более высоких концентрациях Trp, особенно в трансформированных линиях с повышенной общей активностью AS ( A. sinicus волосистых корневых линий A-20 и A-45 ). Это, по-видимому, приводит к более высокому уровню свободного Trp, наблюдаемому в этих линиях.

Рис.4.

A, Trp-ингибирование активности AS в экстрактах линий волосистых корней A. sinicus . Контрольные линии: GUS-75 (▪), GUS-4 (●) и . Преобразованные линии ASA2 : A-6 (⋄), A-7, (Δ), A-20 (■) и A-45. (○). Активность AS в присутствии Trp измеряли, как описано в разделе «Материалы и методы», с 100 мм NH ₄ Cl и 100 мкм хоризматом в качестве субстратов. Относительная активность AS — это процент активности, наблюдаемой, когда Trp не добавлялся. Удельная активность без добавления Trp для каждой линии составляла 24, 24, 17, 19, 39 и 36 пмоль мин ^-1 мг ^-1 белка соответственно.B, активность AS, измеренная с использованием 100 мм NH ₄ Cl (A-45, Δ; GUS-4,) или 10 мм Gln (A-45, ■; GUS-4, ▪) в качестве второго субстрата для AS. C, нечувствительность к Trp активности AS по сравнению с уровнями свободного Trp, обнаруженного в корнях. Концентрация Trp, которая привела к 50% ингибированию AS с NH ₄ Cl в качестве второго субстрата, была экстраполирована из данных на Фигуре 4A для шести линий волосистых корней A. sinicus и из данных (не показаны), полученных с тремя другими линиями. аналогично проверено.Значения Trp взяты из таблицы I.

Когда активность AS также измеряли с использованием 100 мм NH ₄ Cl или 10 мм Gln в качестве второго субстрата, активность AS в линии A-45, трансформированной ASA2, была более нечувствительной к Trp, чем контрольная β-глюкуронидаза. 4 (ГУС-4) с обеими подложками (рис. 4Б). Это предполагает, что продукт α-субъединицы ASA2 образовал комплекс с нативной β-субъединицей или субъединицами с образованием холофермента, способного катализировать Gln-зависимую реакцию. Отношение Cl-зависимой активности NH ₄ к Gln-зависимой активности также было выше в линии, трансформированной ASA2 , чем в контроле, 0.76 и 0,63 соответственно. Подобное изменение этого соотношения наблюдается в отобранных 5MT клетках, культивируемых в суспензии табака, где ASA2 сверхэкспрессируется (данные не показаны). Эти результаты предполагают, что некоторые свободные α-субъединицы ASA2 присутствуют в экстракте трансформированной линии и обнаруживаются только в том случае, если субстратом является NH ₄ Cl. Альтернативно, это может представлять собой внутреннее кинетическое различие между продуктом гена ASA2 и другими α-субъединицами. Уровень Trp без волосистых корней и нечувствительность к обратной связи AS ( K _i ) коррелируют до K _и примерно на 10 мкм Trp, выше которых не обнаруживается более высоких значений Trp (рис.4С). Проводятся дополнительные исследования, чтобы увидеть, всегда ли эта взаимосвязь имеет место и, таким образом, представляет собой внутренний предел увеличения свободного Trp, когда какой-либо другой этап становится ограничивающим или происходит деградация или секреция Trp.

Кинетические исследования AS кукурузы (Anderson et al., 1997) показывают, что этот фермент не так нечувствителен к обратной связи, как фермент ASA2 табака (Song et al., 1998). Кинетические данные по ферменту, нечувствительному к обратной связи, не представлены (Wakasa and Widholm, 1987, 1991; Wakasa et al., 1999).

Free Trp Levels

Пять протестированных контрольных линий содержали средний уровень свободного Trp 57 нмоль г ^-1 сырой массы, тогда как одна контрольная линия, GUS-4, постоянно содержала более высокие уровни (91 нмоль г ^-1 сырой массы; Таблица I) для какая-то неизвестная причина. Более высокий уровень свободного Trp в линии GUS-4 явно не является следствием измененного контроля AS с помощью обратной связи, поскольку, как показано на рисунке 4A, активность фермента из корней GUS-4 была более чувствительна к ингибированию Trp, чем активность из другого Линия управления, ГУС-75.Из 22 протестированных независимых линий, трансформированных ASA2 , 20 содержали больше свободного Trp, чем в среднем в контроле, и они находились в диапазоне от 73 до 316 нмоль г ^-1 свежей массы, что в 1,3-5,5 раза больше. Аналогичное увеличение свободного Trp обнаружено в линиях, устойчивых к аналогам Trp, таких как клетки, культивируемые в суспензии табака 5MT ^r (Song et al., 1998) и мутантные растения Arabidopsis ( amt-1 ) αmt ^r (Kreps and Town, 1992), где выражена нечувствительность к обратной связи.Трансгенная кукуруза, трансформированная 35S / ASA2C28, содержала повышенные уровни Trp по сравнению с контролем (Anderson et al., 1997). Эти уровни варьировались от 290 до 500 нмоль Trp g ^-1 сырой массы в двух из девяти трансгенных клеточных линий, тогда как другие линии содержали уровни в диапазоне от 97 до 145 нмоль Trp g ^-1 сырой массы. Уровни Trp в контроле составляли от 30 до 53 нмоль на г ^-1 свежей массы. Трансгенные растения риса, трансформированные мутантным геном α-субъединицы AS риса, содержали от 143 до 1522 нмоль Trp g ^-1 сырой массы, тогда как уровень контроля составлял 33 нмоль Trp g ^-1 сырой массы (Wakasa et al., 1999).

Таблица I.

Trp в трансформированных волосатых корнях 35S-ASA2 и контролей

Когда уровни свободного Trp были измерены в листьях, стеблях и корнях целых растений A. sinicus , регенерированных из контролей (GUS-75 и GUS-76), и 35S- ASA2 , трансформированных волосатых корней (A-3 и A-20), увеличение было обнаружено у тех, кто трансформирован ASA2 . Уровни свободного Trp (наномоль на грамм сырой массы) в листьях, стеблях и корнях контрольных трансгенных растений составляли 210, 184 и 105 (GUS-75) и 485, 176 и 161 (GUS-76), а также соответствующие уровни Trp в 35S- ASA2 трансформированных растениях составляли 4,103, 894 и 437 (A-3) и 3176, 494 и 692 (A-20).У всех растений уровни свободного Trp были самыми высокими в листьях, что могло быть связано с большим количеством обнаруженных там пластид (хлоропластов) и пластидной локализацией пути биосинтеза Trp (Schulze-Siebert and Schultz, 1989; Zhao and Last, 1995). Как и все гены растения AS , описанные на сегодняшний день, последовательность кДНК ASA2 табака кодирует предполагаемый транзитный пептид пластиды на амино-конце, что указывает на локализацию пластид.

Измерение всех свободных аминокислот в побегах и корнях нескольких трансформированных линий не показало никаких изменений из-за повышенных уровней Trp (данные не показаны).Аналогичные результаты были получены Ли и Ластом (1996) с нечувствительным к обратной связи мутантом AS Arabidopsis, который содержал в 3 раза более высокий уровень Trp. Brotherton et al. (1996) обнаружили более высокие значения Phe и Tyr в некоторых отобранных 5MT клетках и растениях D. innoxia , которые содержали нечувствительные к обратной связи AS и более высокий свободный Trp. Никаких изменений в других аминокислотах нельзя ожидать, поскольку путь ветви Trp использует только крошечную часть большого общего потока пути шикимата, который по некоторым оценкам может составлять до 20% от общего количества связанного углерода в растениях, а большая часть которого — окончательно откладывается в виде лигнина (Haslam, 1993).Увеличение биосинтеза Trp, наблюдаемое здесь, не вызовет значительных изменений в промежуточных продуктах шикимата, доступных для биосинтеза других продуктов метаболизма. Это контрастирует с ситуациями, когда Trp удаляется из пула за счет экспрессии Trp декарбоксилазы, что приводит к большему потоку через этот путь (Yao et al., 1995).

Регенеранты волосистых корней A. sinicus демонстрируют синдром плазмиды Ri, включая уменьшенную высоту растений и плагиотропные корни, как сообщалось ранее (Cho et al., 1998), поэтому изменение морфологии не должно быть связано со сверхэкспрессией ASA2. Растения-мутанты различных видов с повышенными уровнями Trp из-за измененного с помощью обратной связи AS были нормальными по морфологии и плодовитости (Ranch et al., 1983; Lee and Kameya, 1991; Kreps and Town, 1992).

5MT Сопротивление

Поскольку экспрессия нечувствительного к обратной связи гена кДНК ASA2 должна вызывать устойчивость к аналогу Trp 5MT, как было показано ранее для E. coli (Song et al., 1998), количественный тест роста корней был использован для оценки степени 5MT ^r трансформированных волосатых корней. Контрольный рост волосистых корней подавлялся 10 мкМ 5МТ, и почти полное ингибирование происходило при концентрациях 5МТ 15 мкМ или выше (Фиг.5 и 6). Рост волосистых корневых линий A-7, A-8, A-9, A-10 и A-20 несколько подавлялся 5MT, но рост действительно происходил даже в концентрациях до 100 мкМ, максимальная испытанная концентрация. Аналогичные результаты были получены, когда рост корней измерялся в жидкой среде, где контроли погибали в 20 мкм, тогда как линии A-7, A-8, A-9, A-10 и A-20 росли в концентрациях до 100 мкм. 5МТ.Таким образом, трансформированные линии явно больше 5MT ^r , чем контрольные волосистые корневые линии как в жидкой, так и в твердой среде. Это сопротивление встречается в линиях A-7, A-8, A-9 и A-20, которые имеют некоторые из более высоких уровней свободного Trp (Таблица I), а также в A-10, где увеличение Trp не происходит. очень драматично. Линии клеток кукурузы, трансформированные 35S / ASA2C28, который отличается от последовательности дикого типа одним нуклеотидом, который изменяет кодон в положении 377 с Met (ATG) на Lys (AAG), переносили в среду с добавлением 100 или 200 мкМ 5MT. (Андерсон и др., 1997). Девять трансформированных линий росли хорошо, одна показывала замедленный рост, а еще восемь линий показывали слабый рост или его отсутствие на среде 5MT. Нетрансформированные контроли демонстрировали небольшой рост или его отсутствие на среде 5MT 100 мкм. Wakasa et al. (1999) показали, что каллус риса, устойчивый к гигромицину, трансформированный pUb-OSASA1D или pUb-OSASAW1, содержащим hpt и гены α-субъединицы AS риса, могут расти на 300 мкм 5MT.

Рис.5.

A – C, Влияние 5MT на рост волосистых корней A. sinicus .A, Контроль Линия волосистого корня A. sinicus , GUS-75. Сверху, 0, 10, 15 и 20 мкм 5MT. Внизу, 25, 30, 40 и 50 мкм 5MT. B, трансформированная линия волосистого корня A. sinicus , A-10 при тех же концентрациях 5MT, что и в A. C, рост волосистого корня A. sinicus в жидкой среде. Контрольная линия волосистой корни, GUS-75 в 0 и 50 мкм 5MT. Трансформированная волосистая корневая линия A-10 в 0 и 50 мкм 5MT. Диаметр тарелок составляет 9 см, а диаметр колб составляет около 6 см в основании. Во всех случаях за 6 недель выращивали около 200 мг волосатых корней.Было проанализировано не менее трех независимых экспериментов.

Рис. 6.

Количественные данные о влиянии 5МТ на рост волосистых корней. Пять контрольных линий (▪) и девять преобразованных линий ASA2 (■). За 6 недель выращивали около 200 мг волосатых корней. Было проведено не менее трех независимых экспериментов и данные были объединены.

Хотя растения кукурузы и риса были трансформированы с помощью мутировавших измененных по принципу обратной связи генов AS , выделенных от одного и того же вида (Anderson et al., 1997; Wakasa et al., 1999), мы использовали природную нечувствительную к обратной связи α-субъединицу AS из видов, отличных от тех, которые кодируют β-субъединицу AS. Результаты предоставляют новую информацию о взаимодействиях субъединиц двух видов, в данном случае Nicotiana tabacum и A. sinicus . Представленные здесь результаты показывают, что можно использовать измененную по обратной связи форму AS в качестве нового инструмента для изучения регуляции биосинтеза Trp в растениях и для управления уровнями свободного Trp для увеличения количества этой незаменимой аминокислоты в сельскохозяйственных культурах.Наконец, наблюдение, что волосатые корни, экспрессирующие ASA2, устойчивы к токсичному аналогу Trp, 5MT, предполагает, что это может быть полезным селектируемым маркером для экспериментов по трансформации растений даже при использовании с другими видами, поскольку нечувствительная к обратной связи α-субъединица может взаимодействуют с нативной β-субъединицей с образованием активного фермента. Необходимы дальнейшие исследования этих взаимодействий субъединиц.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Конструирование химерного промотора 35S-ASA2 Vector

Два олигонуклеотида, 5′-CGA TTG GAT CC Были синтезированы и использованы A TG C AGT CGT TAC CTA-3 ‘и 5′-CAG CCG GAA TTC CCA AAT TGC TGA TGG CAT 3’, содержащие выступы Bam HI и Eco RI соответственно (подчеркнуты). для ПЦР-амплификации полноразмерной кДНК ASA2 (Song et al., 1998) с ДНК-полимеразой Pfu (Stratagene, La Jolla, CA). ПЦР-амплификацию проводили в течение 30 циклов (95 ° C, 1 мин; 50 ° C, 40 с; 72 ° C, 2 мин). Амплифицированный фрагмент расщепляли Bam HI и Eco RI, и этот фрагмент использовали для замены терминатора gfp4 — nos бинарного вектора pBIN- gfp4 (Haseloff et al., 1997) для создания pBIN- ASA2 . Химерная конструкция была трансформирована в Escherichia coli DH5α с использованием трансформации CaCl ₂ (Sambrook et al., 1989), очищали с помощью набора плазмид (Qiagen, Valencia, CA) и электропорировали в штамм DC-AR2 Agrobacterium rhizogenes (Cho et al., 1998).

Растительные материалы и трансформация

5MT ^r (N300 зеленый) и 5MT ^s (NS-MX) суспензионные культуры Nicotiana sylvestris (Song et al., 1998) поддерживали еженедельным переносом в 50 мл жидкой среды MX (Murashige-Skoog базальная среда [Murashige, Skoog, 1962] с 1.8 мкм 2,4-Д) с 300 мкм 5МТ и без него соответственно. A. rhizogenes -опосредованная трансформация Astragalus sinicus была проведена, как описано ранее, с некоторыми модификациями (Cho et al., 1998). Через три дня после сокультивирования растения переносили в среду Мурашиге-Скуга, отвержденную 3 г л ^-1 гельрита (Greif Bros., Спотсвуд, штат Нью-Джерси), содержащего 500 мг динатрия карбенициллина L ^-1 и 75 мг / л ^-1 . канамицин. Кончики корней, устойчивые к канамицину, были перенесены и освобождены от A.rhizogenes двумя-тремя пассажами с недельными интервалами на той же среде. Затем укоренившиеся корневые культуры переносили каждые 4–5 недель на среду, не содержащую антибиотиков, и ростки регенерировали, как описано ранее (Cho et al., 1998).

Скрининг ПЦР

ДНК

экстрагировали из тканей волосистых корней (150–300 мг) по методике Деллапорта (1994). Праймерами, использованными для амплификации фрагмента 1107 п.н. гена кДНК ASA2 , были 5′-CTG CAG CAA TTC ATG CAG TCG TTA CCT ATC-3′- и 5′-CTT CCC TCT TCT GCT TGT CCC-3 ‘ .Реакционная смесь для ПЦР состояла из 5 мкл (100–200 нг) растительной ДНК, 2,5 мкл буфера 10 × Taq (Gibco / BRL, Кливленд), 1,25 мкл 50 ммMgCl ₂ , 0,25 мкл Taq . ДНК-полимераза (5 UL ^-1 , Gibco / BRL), 0,5 мкл 10 мМ dNTP, 0,5 мкл каждого из праймеров 10 мкм и 15 мкл стерильной дистиллированной воды. Образцы нагревали до 95 ° C в течение 5 минут, затем следовали 29 циклов: 95 ° C в течение 60 с, 57 ° C в течение 40 с, 72 ° C в течение 90 секунд и 72 ° C в течение 10 минут.

Анализ нуклеиновых кислот

Геномную ДНК выделяли из клеток, выращенных в суспензии в возрасте 1 недели, и культур волосистых корней возрастом 1 месяц, как описано (Cho et al., 1998). Тотальную РНК получали с использованием метода экстракции фенолом (Wang et al., 1994) из однонедельных культивируемых в суспензии клеток и одномесячных культур волосистых корней. Гели ДНК и РНК наносили на нейлоновую мембрану (Hybond-N ⁺ , Amersham, Buckinghamshire, UK), следуя общему методу капиллярного переноса, и сшивали с мембраной УФ-излучением с использованием Stratalinker (1200 мкДж × 100, Stratagene). Полноразмерный фрагмент кДНК ASA2 использовали в качестве зонда после мечения с помощью системы мечения ДНК Megaprime (RPN1605, Amersham) [α- ³² P] dCTP (3000 Ки, ммоль, ^-1 ), и гибридизация была проведено согласно протоколу инструкции (Hybond-N ⁺ , Amersham).

AS Активность фермента

Экстракты

получали с использованием измельчителя тканей Tenbroeck (Kontes Glass, Vineland, NJ) и экстракционного буфера ASA1 (2 мл г ткани ^-1 ), описанного Bernasconi et al. (1994). После удаления клеточного дебриса центрифугированием (10 мин при 35000 g и 4 ° C) 1 объем супернатанта объединяли с 2 объемами насыщенного раствора при комнатной температуре (NH ₄ ) ₂ SO ₄ и затем центрифугировали, как раньше.Полученный осадок ресуспендировали в буфере для экстракции (1 мл г ^-1 ткани) и немедленно использовали. Когда Gln использовали в качестве второго субстрата для реакции, катализируемой AS, ресуспендированный раствор фермента обессоливали с использованием Sephadex G25 для удаления остаточного (NH ₄ ) ₂ SO ₄ . Активность AS измеряли, как описано в Song et al. (1998), за исключением того, что буфер для анализа был описан Bernasconi et al. (1994) без NH ₄ Cl в буфере. К смеси для анализа добавляли 100 мМ NH ₄ Cl или 10 мМ Gln для определения активности α-субъединицы или общей активности AS, соответственно.Концентрацию белка определяли с использованием набора для анализа связывания белкового красителя (Bio-Rad Laboratories, Hercules, CA).

Анализ свободного Trp

Образцы тканей замораживали в жидком азоте и хранили при -70 ° C до анализа. Образцы замораживали до крупного порошка и приблизительно 100 мг ткани гомогенизировали с 0,1 н HCl (2 мл г ^-1 ткани) в пробирке для микроцентрифугирования с использованием пестика для пластиковых гранул (Kontes Glass). Затем образец замораживали в жидком азоте, размораживали и подвергали микрофугированию для удаления остатков осадка.Часть супернатанта депротеинируют с использованием фильтрующего устройства UltraFree-MC (10000) (Millipore, Bedford, MA) в соответствии с инструкциями производителя. Фильтрат при необходимости разбавляли 0,1 н HCl (1:10 для большинства образцов) и 10 мкл анализировали с помощью ВЭЖХ методами, аналогичными методам Berardino et al. (1990), используя колонку Adsorbosil C ₁₈ размером 250 × 4,6 мм (Alltech Associates, Deerfield, IL), изократическую буферную систему (85% [об. / Об.]: 140 мм ацетат натрия, 17 мм триэтиламин, доведенный до pH 5.05 с использованием фосфорной кислоты и 15%: 60% [об. / Об.] Ацетонитрила в воде при 1 мл мин. ^-1 ) и обнаружение флуоресценции (Kratos FS970; возбуждение, 215 нм; излучение, полосовой фильтр> 375 нм) . Все свободные аминокислоты измеряли, как описано Brotherton et al. (1996).

Измерение роста

Около 200 мг свежей массы культур волосистых корней субкультивировали в среду, содержащую различные концентрации 5MT, взвешивали на фольге известного веса и сушили в течение 12 часов при 75 ° C перед определением сухой массы.

Биосинтез триптофана.

Раздел: 1 (Страница №: 1)	Структурные и функциональные свойства глутаматдегидрогеназ. Авторы): Браун, С. Симкок, Д.С.
Раздел: 2 (Страница №: 15)	Глутаматдекарбоксилаза в бактериях. Авторы): Джованнерколе, Ф. Пеннаккиетти, Э.Предубеждение, Д. де
Раздел: 3 (Страница №: 29)	Шунт дрожжевого гамма-амиобутирата (ГАМК). Авторы): Локи, Р.Д.
Раздел: 4 (Страница №: 49)	Биосинтез лизина в микроорганизмах. Авторы): Хадсон, А.О. Савка, М.А. Пирс, Ф. Добсон, Р. К. Дж.
Раздел: 5 (Страница №: 70)	Аргининдеиминаза в микроорганизмах.Авторы): Лерой, Ф. Шарлье, Д.
Раздел: 6 (Страница №: 81)	Аргиназа и микробный патогенез в легких.Авторы): Лукас, М. Дж. Р. Колдуэлл, Р. В. Фултон, Д. Чакраборти, Т. Лукас, Р.
Раздел: 7 (Страница №: 91)	Аргинин и метионин как предшественники полиаминов в трипаносоматидах. Авторы): Перес-Пертехо, Ю.Моран, Дж. М. Фус, Р. Б.
Раздел: 8 (Страница №: 116)	Декарбоксилирование орнитина и лизина у бактерий.Авторы): Лукас, П.М.
Раздел: 9 (Страница №: 128)	Роль передачи сигналов оксида азота в дрожжевой стрессовой реакции и гибели клеток.Авторы): Людовико, П. Сампайо-Маркес, Б. Осорио, Н. Родригес, Ф.
Раздел: 10 (Страница №: 142)	Метаболизм гидроксипролина в микроорганизмах.Авторы): Ватанабэ, С.
Раздел: 11 (Страница №: 153)	Клеточные ответы на серин у дрожжей. Авторы): Доус, И.W. Корнфельд, Г.Д.
Раздел: 12 (Страница №: 170)	Распад треонина в гипертермофильных организмах. Авторы): Башир, В.Рашид, Н. Ахтар, М.
Раздел: 13 (Страница №: 179)	Синтез метионина в микробах.Авторы): Венкер, Ф. Зибур, В.
Раздел: 14 (Страница №: 198)	Регулирование метаболизма серных аминокислот в грибах.Авторы): Пайетта, Дж. В.
Раздел 15 (Страница № 211)	Анализ структуры, функций и биофармацевтических применений O -ацетилсеринсульфгидрилазы.Авторы): Кампанини, Б. Моцарелли, А.
Раздел 16 (Страница № 223)	Метаболическая инженерия Corynebacterium glutamicum для производства L-валина.Авторы): Ван, X. Куинн, П. Дж.
Глава 17 (Страница № 234)	Молочнокислые бактерии (LAB) образуют ароматизатор из лейцина.Авторы): Афзал, М.И. Делоне, С. Кайе-Грималь, К.
Раздел: 18 (Страница №: 244)	Микробное разложение фенольных аминокислот.Авторы): Холмс, Д. Э. Смит, Дж. А.
Раздел: 20 (Страница №: 267)	Биосинтез триптофана в бактериях: мишени для лекарств и иммунология.Авторы): Лотт, Дж. С.
Раздел: 21 (Страница №: 277)	Кинурениновый путь метаболизма триптофана у микроорганизмов.Авторы): Филлипс, Р.С.
Раздел: 22 (Страница №: 291)	Распад гистидина в бактериях. Авторы): Ньивкуп, А.Дж. Бендер, Р.А.
Раздел 23 (Страница № 304)	Суперсемейство гистидинфосфатазы патогенных бактерий. Авторы): Кокер, О.О. Палиттапонгарнпим, П.
Раздел: 24 (Страница №: 315)	Функции и метаболизм D-аминокислот в микроорганизмах. Авторы): Такахаши, С.Абэ, К. Шибата, К. Кера, Ю.
Раздел: 25 (Страница №: 332)	Пути использования D-аминокислот в высших организмах.Авторы): Д’Мелло, Дж. П. Ф.
Раздел: 26 (Страница №: 352)	Метаболизм ризобиальных аминокислот: биосинтез и функции полиаминов.Авторы): Данн, М.Ф.
Раздел: 27 (Страница №: 371)	Совместная работа: биосинтез аминокислот в трипаносоматидах, несущих эндосимбионты.Авторы): Алвес, Дж. М. П.
Раздел: 28 (Страница №: 384)	Аминокислотный обмен у гельминтов. Авторы): Симпсон, Х.В. Умайр, С.
Раздел: 29 (Страница №: 398)	Микробное разложение аминокислот в бескислородной среде. Авторы): Партасарати, А.Чоудхури, Н. П.
Раздел: 30 (Страница №: 418)	Утилизация N -метилированных аминокислот бактериями. Авторы): Варго, М.Дж.
Раздел: 31 (Страница №: 433)	Формирование биопленок: аминокислотные биомаркеры в Candida albicans . Авторы): Цао, Ю.Ляо, З.
Раздел: 32 (Страница №: 444)	Последние достижения, лежащие в основе инновационных стратегий будущего. Авторы): Д’Мелло, Дж.ПФ.

Биосинтез триптофана в Stramenopiles: эукариотические победители в диатомовом комплексе Хлоропласт

Abascal F, Zardoya R, Posada D (2005) ProtTest: выбор наиболее подходящих моделей эволюции белка. Биоинформатика 21: 2104–2105

PubMed Статья CAS Google Scholar

Армбраст Э.В., Бергес Дж. А., Боулер С., Грин Б. Р., Мартинес Д., Путнам Н.Х., Чжоу С., Аллен А.Е., Апт К.Е., Бехнер М., Бжезинский М.А., Чаал Б.К., Чиовитти А., Дэвис А.К., Демарест М.С., Деттер JC, Glavina T, Goodstein D, Hadi MZ, Hellsten U, Hildebrand M, Jenkins BD, Jurka J, Kapitonov VV, Kroger N, Lau WW, Lane TW, Larimer FW, Lippmeier JC, Lucas S, Medina M, Montsant A, Оборник М., Паркер М.С., Паленик Б., Пазур Г.Дж., Ричардсон П.М., Райнерсон Т.А., Сайто М.А., Шварц Д.К., Таматракольн К., Валентин К., Варди А., Вилкерсон Ф.П., Рохсар Д.С. (2004) Геном диатомовой водоросли Thalassiosira pseudonana: экология , эволюция и метаболизм.Science 306: 79–86

PubMed Статья CAS Google Scholar

Аткинсон Д.Е. (1977) Энергетический метаболизм клеток и его регуляция. Academic Press, Нью-Йорк

Google Scholar

Bae YM, Crawford IP (1990) Ген Rhizobium meliloti TrpE (G) регулируется посредством аттенуации, а его продукт — антранилатсинтаза — регулируется посредством ингибирования обратной связи.J Bacteriol 172 (6): 3318–3327

PubMed CAS Google Scholar

Bartholmes P, Böker H, Jaenicke R (1979) Очистка триптофансинтазы из Saccharomyces cerevisiae и частичная активность ее расщепленных субъединиц. Eur J Biochem 102: 167–172

PubMed Статья CAS Google Scholar

Bodyl A (2005) Подтверждают ли связанные с пластидом признаки хромальвеолятную гипотезу? J Phycol 41: 712–719

Статья Google Scholar

Bohlmann J, De Luca V, Eilert U, Martin W (1995) Очистка и клонирование кДНК антранилатсинтазы из Ruta graveolens : модели экспрессии и свойств нативных рекомбинантных ферментов.Завод J 7: 491–501

PubMed Статья CAS Google Scholar

Braus GH (1991) Биосинтез ароматических аминокислот в дрожжах Saccharomyces cerevisiae : модельная система для регуляции пути биосинтеза эукариот. Microbiol Rev 55: 349–370

PubMed CAS Google Scholar

Caliguiri MG, Bauerle R (1991) Связь субъединиц в антранилатсинтазном комплексе из Salmonella typhimurinum .Science 252: 1845–1848

Статья Google Scholar

Кавальер-Смит Т. (1999) Принципы нацеливания на белки и липиды во вторичном симбиогенезе: происхождение пластид эвгленоидов, динофлагеллат и спорозойных, а также генеалогическое древо эукариот. J Eukaryot Microbiol 46: 347–366

Статья CAS PubMed Google Scholar

Кавальер-Смит Т. (2002) Эволюция хлоропластов: вторичный симбиогенез и множественные потери.Curr Biol 12: R62 – R64

PubMed Статья CAS Google Scholar

Череш П., Харрисон Т., Фуджиока Х, Халдари К. (2002) Нацеливание на малярийную пластиду через паразитарную вакуоль. J Biol Chem 227: 1265–1277

Google Scholar

Crawford IP (1975) Перестройки генов в эволюции синтетического пути триптофана. Bacteriol Rev 39: 87–120

PubMed CAS Google Scholar

Crawford IP (1989) Эволюция биосинтетического пути: парадигма триптофана.Annu Rev Microbiol 43: 567–600

PubMed Статья CAS Google Scholar

Creighton TE, Yanofsky C (1970) Хоризмат триптофана (Escherichia coli) — антранилатсинтетаза, PR-трансфераза, PRA-изомераза, InGP-синтетаза, триптофансинтетаза. Методы Enzymol 17: 365–380

CAS Статья Google Scholar

DeMoss JA, Wegman J (1965) Эзнимный агрегат в пути триптофана Neurospora crassa .Proc Natl Acad Sci USA 54: 241–247

PubMed Статья CAS Google Scholar

DeRocher A, Hagen CB, Froehlich JE, Feagin JE, Parsons M (2000) Анализ нацеливающих последовательностей демонстрирует, что транспортировка в пластиду Toxoplasma gondii ответвляется от секреторной системы. J Cell Sci 113: 3969–3977

PubMed CAS Google Scholar

Emanuelsson O, Nielsen H, Brunak S, von Heijne G (2000) Предсказание субклеточной локализации белков на основе их N-концевой аминокислотной последовательности.J Mol Biol 300: 1005–1016

PubMed Статья CAS Google Scholar

Фальковски П.Г., Кац М.Э., Нолл А.Х., Куигг А., Рэйвен Дж. А., Скофилд О., Тейлор Ф. Дж. Р. (2004) Эволюция современного эукариотического фитопланктона. Science 305: 354–360

PubMed Статья CAS Google Scholar

Грин Дж. М., Николс Б.П. (1991) p -Аминобензоатный биосинтез в Escherichia coli .J Biol Chem 266: 12971–12975

PubMed CAS Google Scholar

Guindon S, Gascuel O (2003) Простой, быстрый и точный алгоритм для оценки крупных филогений по максимальному правдоподобию. Syst Biol 52: 696–704

PubMed Статья Google Scholar

Harb OS, Chatterjee B, Fraunholz MJ, Crawford MJ, Nishi M, Roos DS (2004) Множественные функционально избыточные сигналы опосредуют нацеливание на апикопласт апикомплексного паразита Toxoplasma gondii .Euk Cell 3: 663–674

Статья CAS Google Scholar

Хасегава М., Кишино К., Яно Т. (1985) Датирование расщепления человека и обезьяны по молекулярным часам митохондриальной ДНК. J Mol Evol 22: 160–174

PubMed Статья CAS Google Scholar

Huelsenbeck JP, Ronquist F (2001) MRBAYES: Байесовский вывод филогенетических деревьев. Биоинформатика 17: 754–755

PubMed Статья CAS Google Scholar

Hütter RP, Niederberger JA, DeMoss (1986) Гены биосинтеза триптофана у эукариотических микроорганизмов.Annu Rev Microbiol 40: 55–77

Illingworth C, Mayer MJ, Elliott K, Hanfrey C, Walton NJ, Michael AJ (2003) Разнообразное бактериальное происхождение пути биосинтеза полиаминов Arabidopsis. FEBS Lett 549: 26–30

PubMed Статья CAS Google Scholar

Ishida K (2005) Нацеливание белков в пластиды: ключ к пониманию симбиогенетического приобретения пластид. J Plant Res 118: 237–245

PubMed Статья Google Scholar

Kilian O, Kroth PG (2005) Идентификация и характеристика нового консервативного мотива внутри последовательности белков, нацеленных на сложные пластиды диатомовых водорослей.Завод J 41: 175–183

PubMed Статья CAS Google Scholar

Kroth PG (2002) Транспорт белка во вторичные пластиды и эволюция первичных и вторичных пластид. Int Rev Cyt Cell Biol 221: 191–255

CAS Google Scholar

Kummerfeld SK, Teichmann SA (2005) Относительные скорости слияния и деления генов в многодоменных белках. Тенденции Genet 21: 25–30

PubMed Статья CAS Google Scholar

Локхарт П.Дж., Стил М.А., Хенди М.Д., Пенни Д. (1994) Восстановление эволюционных деревьев с использованием более реалистичной модели эволюции последовательностей.Mol Biol Evol 11: 605–612

CAS Google Scholar

Mackenzie SA (2005) Таргетинг на органеллярный белок растений: план движения все еще находится в стадии разработки. Trends Cell Biol 15 (10): 548–554

PubMed Статья CAS Google Scholar

Махесвари Ю., Монтсант А., Голл Дж., Кришнасами С., Раджашри К. Р., Пателл В. М., Боулер С. (2005) База данных Diatom EST. Нуклеиновые кислоты Res 33: D344 – D347

PubMed Статья Google Scholar

Matchett WH, DeMoss JA (1975) Субъединичная структура триптофансинтазы из Neurospora crassa .J Biol Chem 250: 2941–2946

PubMed CAS Google Scholar

Matern U. (19940 видов Dianthus (гвоздики): культивирование in vitro и биосинтез дианталексина и других вторичных метаболитов. In: Bajaj YPS (ed) Biotechnology in Agricultural and Forestry. Vol 28. Лекарственные и ароматические растения VII. Springer -Verlag, Heidelberg, pp 170–184

Matsuzaki M, Misumi O, Shin-I T, Maruyama S, Takahara M, Miyagishima SY, Mori T., Nishida K, Yagisawa F, Nishida K, Yoshida Y, Nishimura Y , Nakao S, Kobayashi T, Momoyama Y, Higashiyama T, Minoda A, Sano M, Nomoto H, Oishi K, Hayashi H, Ohta F, Nishizaka S, Haga S, Miura S, Morishita T, Kabeya Y, Terasawa K, Suzuki Y, Ishii Y, Asakawa S, Takano H, Ohta N, Kuroiwa H, Tanaka K, Shimizu N, Sugano S, Sato N, Nozaki H, Ogasawara N, Kohara Y, Kuroiwa T (2004) Последовательность генома ультрамалого одноклеточного красного водоросль Cyanidioschyzon merolae 10D.Nature 428: 653–657

PubMed Статья CAS Google Scholar

McFadden GI (1999) Пластиды и нацеливание на белки. J Euk Microbiol 46: 339–346

PubMed Статья CAS Google Scholar

McFadden GI (2001) Первичный и вторичный эндосимбиоз и происхождение пластид. J Phycol 37: 951–959

Статья Google Scholar

Нильсен Х., Энгельбрехт Дж., Брунак С., фон Хейне Г. (1997) Идентификация прокариотических и эукариотических сигнальных пептидов и прогнозирование сайтов их расщепления.Protein Eng 10: 1–6

PubMed Статья CAS Google Scholar

Nielsen H, Brunak S, von Heijne G (1999) Подходы машинного обучения для прогнозирования сигнальных пептидов и других сигналов сортировки белков. Protein Eng 12: 3–9

PubMed Статья CAS Google Scholar

Оборник М., Грин Б.Р. (2005) Мозаичное происхождение пути биосинтеза гема у фотосинтезирующих эукариот.Mol Biol Evol 22: 2343–2353

PubMed Статья CAS Google Scholar

Охта Н., Сато Н., Кавано С., Куроива Т. (1993) Ген trpA в пластидном геноме штамма Cyanidium caldarium RK-1. Curr Genet 25: 357–361

Статья Google Scholar

Посада Д., Крэндалл К.А. (1998) ТЕСТ МОДЕЛИ: тестирование модели замещения ДНК.Биоинформатика 14: 817–818

PubMed Статья CAS Google Scholar

Prantl F, Strasser A, Aebi M, Furter R, Niederberger P (1985) Очистка и характеристика комплекса индол-3-глицеринфосфатсинтаза / антранилатсинтаза Saccharomyces cerevisiae . Eur J Biochem 146: 95–100

PubMed Статья CAS Google Scholar

Radwanski ER, Last RL (1995) Биосинтез и метаболизм триптофана: биохимическая и молекулярная генетика.Растительная ячейка 7: 921–934

PubMed Статья CAS Google Scholar

Ричардс Т.А., Дакс Дж. Б., Кэмпбелл С. А., Бланчард Дж. Л., Фостер П. Г., МакЛеод Р., Робертс К. В. (2006) Эволюционное происхождение пути эукариотического шикимата: слияние генов, горизонтальный перенос генов и эндосимбиотические замены. Eukaryot Cell 5: 1517–1531

PubMed Статья CAS Google Scholar

Сиддалл М.Э., Уайтинг М.Ф. (1999) Абстракции с длинными ветвями.Кладистика 15: 9–24

Статья Google Scholar

Тамура К., Ней М. (1993) Оценка количества нуклеотидных замен в контрольной области митохондриальной ДНК у людей и шимпанзе. Mol Biol Evol 10: 512–526

PubMed CAS Google Scholar

Томпсон Дж. Д., Гибсон Т. Дж., Плевняк Ф., Жанмугин Ф., Хиггинс Д. Г. (1997) Интерфейс окон CLUSTAL_X: гибкие стратегии для множественного выравнивания последовательностей с помощью инструментов анализа качества.Nucleic Acids Res 15: 4876–4882

Статья Google Scholar

Тайлер Б.М., Трипати С., Чжан Х.М., Дехал П., Цзян РХИ, Аэртс А., Арредондо Ф.Д., Бакстер Л., Бенсассон Д., Бейнон Д.Л., Чепмен Дж., Дамасцено ЦМБ, Дорранс А.Э., Доу Д.Л., Дикерман А.В., Дубчак Ил, Гарбелотто М., Гийзен М., Гордон С.Г., Говерс Ф., Грюнвальд Н.Дж., Хуанг В., Айворс К.Л., Джонс Р.В., Камун С., Крампис К., Ламур К.Х., Ли М.К., Макдональд У.Х., Медина М., Мейер Х.Дж., Нордберг Е. Maclean DJ, Ospina-Giraldo MD, Morris PF, Phuntumart V, Putnam NH, Rash S, Rose JKC, Sakihama Y, Salamov AA, Savidor A, Scheuring CF, Smith BM, Sobral BWS, Terry A, Torto-Alalibo TA, Win J, Xu ZY, Zhang HB, Grigoriev IV, Rokhsar DS, Boore JL (2006) Последовательности генома Phytophthora раскрывают эволюционное происхождение и механизмы патогенеза.Наука 313: 1261–1266

PubMed Статья CAS Google Scholar

Xie G, Forst C, Bonner C, Jensen RA (2002) Значение двух разных типов бета-цепи триптофансинтазы у бактерий, архей и высших растений. Genome Biol 3: 0004.1–0004.13

Статья Google Scholar

Yanofsky C, Platt T, Crawford IP, Nichols BP, Christie GE, Horowitz H, Vancleemput M, Wu AM (1981) Полная нуклеотидная последовательность триптофанового оперона Escherichia coli .Nucleic Acids Res 9: 6647–6668

PubMed Статья CAS Google Scholar

Юн Х.С., Хакет Дж. Д., Пинто Дж., Бхаттачарья Д. (2004) Молекулярная шкала происхождения фотосинтезирующих эукариот. Mol Biol Evol 21: 809–818

PubMed Статья CAS Google Scholar

Чжао Дж., Ласт Р.Л. (1995) Иммунологическая характеристика и импорт хлоропластов ферментов биосинтеза триптофана цветкового растения Arabidopsis thaliana .J Biol Chem 270: 6081–6087

PubMed Статья CAS Google Scholar

Путь биосинтеза триптофана необходим для того, чтобы Mycobacterium tuberculosis вызывала заболевание | Сделки Биохимического Общества

В настоящее время имеется четкая совокупность данных, показывающих, что штаммы ауксотрофов по триптофану M. tuberculosis не вызывают инфекции [20,25,44], и что ингибиторы синтеза триптофана демонстрируют in vivo эффективность против микобактериальных инфекций в обоих случаях. данио и мыши [20,21].В отличие от многих других бактерий, синтез триптофана не контролируется транскрипционно у микобактерий [60], и они конститутивно экспрессируют гены биосинтеза триптофана даже в присутствии экзогенного триптофана [61]. Однако триптофан подавляет свой собственный биосинтез за счет ингибирования антранилатсинтазы с помощью аллостерической обратной связи: по разным оценкам, фермент ингибируется на 50% при концентрации триптофана 200 нМ [44], 1,5 мкМ [59] или 6,3 мкМ [17]. В любом случае, это кажется противоречащим сообщенным 20 мкМ K _m IDO-1 млекопитающих [62]; если существует вероятность наличия достаточного количества остаточного триптофана, доступного для ингибирования его собственного синтеза, то точный механизм наблюдаемого ингибирования роста экзогенными соединениями in vivo остается неясным.Учитывая разнообразие микросреды, с которой встречается M. tuberculosis во время инфекции [63], полная проверка биосинтеза триптофана как жизнеспособной мишени для эффективных антибактериальных соединений требует дальнейших экспериментов. Будет особенно полезно установить истинную концентрацию in vivo триптофана-хозяина, которой подвергается M. tuberculosis , скорость поглощения триптофана бактериальной клеткой и относительное сродство задействованного переносчика (ов).Дополнительной проблемой при разработке лекарств, подавляющих бактериальный биосинтез триптофана, являются потенциально сложные результаты вмешательства в метаболизм триптофана в кишечном микробиоме человека, который, как недавно было признано, оказывает важное влияние на ось кишечник-мозг, с соответствующим возможным воздействием на ряд неврологических состояний [64].

Усиленный синтез 5-гидрокси-1-триптофана посредством регенерации тетрагидроптерина | AMB Express

Angst J, Woggon B, Schoepf J: Лечение депрессии L -5-гидрокситриптофан по сравнению с имипрамином.Результаты двух открытых и одного двойного слепого исследования. Arch Psychiatr Nervenkr 1977, 224: 175–186.

CAS PubMed Google Scholar

Azuma S, Tsunekawa H, Okabe M, Okamoto R, Aiba S: Гиперпродукция L -триптофана путем ферментации с кристаллизацией. Appl Microbiol Biotechnol 1993, 39: 471–476. 10.1007 / BF00205035

CAS Статья Google Scholar

Bono G, Micieli G, Sances G, Calvani M, Nappi G: L -5HTP Лечение первичных головных болей — попытка клинической идентификации чувствительных пациентов. Цефалгия 1984, 4: 159–165. 10.1046 / j.1468-2982.1984.0403159.x

CAS PubMed Статья Google Scholar

Cadenas E, Simic MG, Sies H: Антиоксидантная активность 5-гидрокситриптофана, 5-гидроксииндола и DOPA в отношении перекисного окисления липидов в микросомах и его зависимости от витамина E. Free Radic Res Commun 1989, 6: 11–17. 10.3109 / 107157689023

CAS PubMed Статья Google Scholar

Curtius HC, Adler C, Rebrin I, Heizmann C, Ghisla S: 7-замещенные птерины: образование во время гидроксилирования фенилаланина в отсутствие дегидратазы. Biochem Biophys Res Commun 1990, 172: 1060–1066. 10.1016 / 0006-291X (90)

-6

CAS PubMed Статья Google Scholar

Curtius HC, Matasovic A, Schoedon G, Kuster T, Guibaud P, Giudici T, Blau N: 7-замещенные птерины. Новый класс птеридинов млекопитающих. J Biol Chem 1990, 265: 3923–3930.

CAS PubMed Google Scholar

Даценко К.А., Ваннер БЛ: Одностадийная инактивация хромосомных генов в Escherichia coli K-12 с использованием продуктов ПЦР. Proc Natl Acad Sci USA 2000, 97: 6640–6645. 10.1073 / pnas.120163297

CAS PubMed Central PubMed Статья Google Scholar

Davis MD, Kaufman S, Milstien S: Превращение 6-замещенных тетрагидроптеринов в 7-изомеры через промежуточные соединения, образованные фенилаланингидроксилазой. Proc Natl Acad Sci U S. A 1991, 88: 385–389. 10.1073 / pnas.88.2.385

CAS PubMed Central PubMed Статья Google Scholar

Fitzpatrick PF: Гидроксилазы ароматических аминокислот. Adv Enzymol Relat Areas Mol Biol 2000, 74: 235–294.

CAS PubMed Google Scholar

Fujisawa H, Nakata H: Фенилаланин-4-монооксигеназа из Chromobacterium violaceum . Методы Enzymol 1987, 142: 44–49.

CAS PubMed Статья Google Scholar

Guilleminault C, Cathala JP, Castaigne P: Влияние 5-гидрокситриптофана на сон пациента с поражением ствола головного мозга. Electroencephalogr Clin Neurophysiol 1973, 34: 177–184. 10.1016 / 0013-4694 (73) -X

CAS PubMed Статья Google Scholar

Hauer CR, Rebrin I, Thony B, Neuheiser F, Curtius HC, Hunziker P, Blau N, Ghisla S, Heizmann CW: Фенилаланингидроксилаза-стимулирующий белок / птерин-4 альфа-карбиноламиндегидратаза печени крысы и человека .Очистка, характеристика и полная аминокислотная последовательность. J Biol Chem 1993, 268: 4828-4831.

CAS PubMed Google Scholar

Huang CY, Max EE, Kaufman S: Очистка и характеристика стимулирующего фенилаланингидроксилазу белка из печени крысы. J Biol Chem 1973, 248: 4235–4241.

CAS PubMed Google Scholar

Икеда М., Кацумата R: Гиперпродукция триптофана Corynebacterium glutamicum с модифицированным пентозофосфатным путем. Appl Environ Microbiol 1999, 65: 2497–2502.

CAS PubMed Central PubMed Google Scholar

Кино К., Хара Р., Нозава А: Повышение активности L -триптофана 5-гидроксилирования структурной модификацией L -фенилаланин-4-гидроксилазы из , Chromumobacter . J Biosci Bioeng 2009, 108: 184–189.10.1016 / j.jbiosc.2009.04.002

CAS PubMed Статья Google Scholar

Lysek N, Kinscherf R, Claus R, Lindel T: L -5-гидрокситриптофан: антиоксидантный и антиапоптотический принцип литоральной губки Hymeniacidon heliophila . Z Naturforsch C 2003, 58: 568–572.

CAS PubMed Статья Google Scholar

Наката Х., Ямаути Т., Фудзисава Н: Фенилаланингидроксилаза из Chromobacterium violaceum. Очистка и определение характеристик. J Biol Chem 1979, 254: 1829–1833.

CAS PubMed Google Scholar

Накадзава Х., Эней Х., Окумура С., Ямада Х: Бактериальный синтез L -триптофана и его аналогов 1. Синтез L -триптофана из пирувата, аммиака и индола. Agr Biol Chem 1972, 36: 2523–2528.10.1271 / bbb1961.36.2523

CAS Статья Google Scholar

Накадзава Х, Эней Х., Окумура С., Йошида Х, Ямада Х: Ферментативный препарат L -триптофана и 5-гидрокси- L -триптофана. FEBS Lett 1972, 25: 43–45. 10.1016 / 0014-5793 (72) 80449-6

CAS PubMed Статья Google Scholar

Onishi A, Liotta LJ, Benkovic SJ: Клонирование и экспрессия Chromobacterium violaceum фенилаланингидроксилазы в Escherichia coli и сравнение аминокислотной последовательности ароматической кислоты млекопитающих. J Biol Chem 1991, 266: 18454–18459.

CAS PubMed Google Scholar

Пембер С.О., Виллафранка Дж. Дж., Бенкович С.Дж .: Chromobacterium violaceum фенилаланин-4-монооксигеназа. Методы Enzymol 1987, 142: 50–56.

CAS PubMed Статья Google Scholar

Persson T, Roos BE: 5-гидрокситриптофан для лечения депрессии. Ланцет 1967, 290: 987–988.

Артикул Google Scholar

Ribeiro CA: L -5-гидрокситриптофан в профилактике хронической головной боли напряжения: двойное слепое рандомизированное плацебо-контролируемое исследование. Для португальского общества руководителей. Головная боль 2000, 40: 451–456. 10.1046 / j.1526-4610.2000.00067.x

CAS PubMed Статья Google Scholar

Schallreuter KU, Wood JM, Pittelkow MR, Gutlich M, Lemke KR, Rodl W., Swanson NN, Hitzemann K, Ziegler I: Регулирование биосинтеза меланина в эпидермисе человека с помощью тетрагидробиоптерина. Наука 1994, 263: 1444–1446. 10.1126 / science.8128228

CAS PubMed Статья Google Scholar

Takahashi S, Kondo H, Kato N: Влияние L -5-гидрокситриптофана на метаболизм моноаминов в головном мозге и оценка его клинического эффекта у пациентов с депрессией. J Psychiatr Res 1975, 12: 177–187. 10.1016 / 0022-3956 (75)

-4

CAS PubMed Статья Google Scholar

Тони Б., Ауэрбах Г., Блау N: Биосинтез, регенерация и функции тетрагидробиоптерина. Biochem J 2000, 347: 1–16. 10.1042 / 0264-6021: 3470001

CAS PubMed Central PubMed Статья Google Scholar

van Praag H, de Hann S: Уязвимость к депрессии и профилактика 5-гидрокситриптофаном. Psychiatry Res 1980, 3: 75–83. 10.1016 / 0165-1781 (80) -9

CAS PubMed Статья Google Scholar

Vasudevan SG, Shaw DC, Armarego WL: Дигидроптеридинредуктаза из Escherichia coli . Biochem J 1988, 255: 581–588.

CAS PubMed Central PubMed Google Scholar

Ван Л, Эрландсен Х., Хаавик Дж., Кнаппског П.М., Стивенс РС: Трехмерная структура триптофангидроксилазы человека и ее значение для биосинтеза нейротрансмиттеров серотонина и мелатонина. Биохимия 2002, 41: 12569–12574. 10.1021 / bi026561f

CAS PubMed Статья Google Scholar

Watanabe T, Snell EE: Обратимость триптофаназной реакции: синтез триптофана из индола, пирувата и аммиака. Proc Natl Acad Sci U S A 1972, 69: 1086–1090. 10.1073 / pnas.69.5.1086

CAS PubMed Central PubMed Статья Google Scholar

Wyatt RJ, Zarcone V, Engelman K, Dement WC, Snyder F, Sjoerdsma A: Влияние 5-гидрокситриптофана на сон нормальных людей. Electroencephalogr Clin Neurophysiol 1971, 30: 505–509. 10.1016 / 0013-4694 (71) -7

CAS PubMed Статья Google Scholar

Yun H, Choi HL, Fadnavis NW, Kim BG: Стереоспецифический синтез ( R ) -2-гидроксикарбоновых кислот с использованием рекомбинантных E.coli BL21, сверхэкспрессирующая YiaE из Escherichia coli K12 и глюкозодегидрогеназу из Bacillus subtilis . Biotechnol Prog 2005, 21: 366–371.

CAS PubMed Статья Google Scholar

Zhao G, Xia T, Song J, Jensen RA: Pseudomonas aeruginosa обладает гомологами фенилаланингидроксилазы млекопитающих и 4α-карбиноламиндегидратазы / DCoH как часть трехкомпонентного генного кластера. Proc Natl Acad Sci U S A 1994, 91: 1366–1370.