セレノモナス・ルミナティウムにおけるプトレシン合成のためのアグマチン経路の発生

セレノモナス反ruminatiumは、l-リジンとL-ウルニチンのカダベリンとプトレシンを、構成的リジン/オルニチンデカルボキシラーゼ（LDC/ODC）によるペプチドグリカンの本質的な成分として合成します。S. Ruminantiumは、アルギニンが培地に供給されたときに、LDC/ODC、DL-alpha-difluoromethylornithineの特異的阻害剤の存在下で通常成長しました。この研究では、S。minantiumのプトレシン合成のためのアグマチン経路の重要な酵素であるアルギニンデカルボキシラーゼ（ADC）の存在を発見しました。ADCを精製および特徴づけ、S。minantium染色体DNAからその遺伝子（ADC）をクローン化しました。ADCは、グラム陽性菌のLDC/ODC/ADCのものと60％以上の同一性を示しましたが、グラム陰性菌の類似性とは類似していませんでした。この研究では、アグマチンデイミナーゼ（AGUA）とN-カルバモイル - プトレシンアミドヒドロラーゼ（AGUB）をコードするアグアとアグブの遺伝子もクローン化しました。AguaとAgubはS. Ruminantiumで発現しました。したがって、S。muminantiumには、プトレシンの合成のためのオルニチン経路とアグマチン経路の両方があると結論付けました。

Selenomonas ruminantium synthesizes cadaverine and putrescine from L-lysine and L-ornithine as the essential constituents of its peptidoglycan by a constitutive lysine/ornithine decarboxylase (LDC/ODC). S. ruminantium grew normally in the presence of the specific inhibitor for LDC/ODC, DL-alpha-difluoromethylornithine, when arginine was supplied in the medium. In this study, we discovered the presence of arginine decarboxylase (ADC), the key enzyme in agmatine pathway for putrescine synthesis, in S. ruminantium. We purified and characterized ADC and cloned its gene (adc) from S. ruminantium chromosomal DNA. ADC showed more than 60% identity with those of LDC/ODC/ADCs from Gram-positive bacteria, but no similarity to that from Gram-negative bacteria. In this study, we also cloned the aguA and aguB genes, encoding agmatine deiminase (AguA) and N-carbamoyl-putrescine amidohydrolase (AguB), both of which are involved in conversion from agmatine into putrescine. AguA and AguB were expressed in S. ruminantium. Hence, we concluded that S. ruminantium has both ornithine and agmatine pathways for the synthesis of putrescine.