真核生物メチオニンサルベージ経路におけるすべての酵素の完全なインベントリ

メチオニンサルベージ経路は、S-アデノシルメチオニンを含む特定の反応の副産物である5'-メチルチオアデノシンからメチオニンを再生するために普遍的に使用されています。一般的に使用される真核生物モデルシステムであるこのサイクルのすべてのステップの酵素をコードする遺伝子を特定して検証しました：酵母Saccharomyces cerevisiae。5'-メチルチオリボース-1-リン酸イソメラーゼと5'-メチルチオリブロース-1-リン酸デヒドラターゼをコードする遺伝子は、それぞれMRI1およびMDE1という名前です。5'-メチルチオアデノシンホスホリラーゼは、Meu1p、2,3-ジオキソメチオペンタン-1-リン酸エノラーゼ/ホスファターゼ/utr4pとして、およびadi1pとしてアシダクトンジオキシゲナーゼとして検証されました。エノラーゼ/ホスファターゼ遺伝子のホモログであるYNL010Wは、サイクルにおける候補の役割から除外されました。使用された方法論には、欠失変異体における細胞内5'-メチルチオエデノシンの耳栄養成長テストと分析が含まれていました。最後のステップ、メチオニンを生成するための4-メチルチオ-2-オキソ酸化物の転移は、非常に冗長なステップであることがわかりました。アミノ酸トランスアミナーゼによって触媒され、主にアミノドナーとして芳香族および分岐鎖アミノ酸と相まって、プロリン、リジン、グルタミン酸/グルタミンとも結び付けられました。芳香族アミノ酸トランスアミナーゼ、ARO8PおよびARO9P、および分岐鎖アミノ酸トランスアミナーゼ、BAT1PおよびBAT2Pは、4-メチルチオ-2-オキソブチレートトランスアミナーゼ活性を示す主要な酵素であるように見えました。BAT2Pは、分岐鎖アミノ酸に加えて、アミノドナーとしてプロリン、リジン、チロシン、グルタミン酸を使用していないことがわかった。したがって、初めて、メチオニンサルベージ経路のすべての酵素が真核生物で同定されました。

The methionine salvage pathway is universally used to regenerate methionine from 5'-methylthioadenosine, a byproduct of certain reactions involving S-adenosylmethionine. We identified and verified the genes encoding the enzymes of all steps in this cycle in a commonly used eukaryotic model system: the yeast Saccharomyces cerevisiae. The genes encoding 5'-methylthioribose-1-phosphate isomerase and 5'-methylthioribulose-1-phosphate dehydratase are herein named MRI1 and MDE1, respectively. The 5'-methylthioadenosine phosphorylase was verified as Meu1p, the 2,3-dioxomethiopentane-1-phosphate enolase/phosphatase as Utr4p and the aci-reductone dioxygenase as Adi1p. The homologue of the enolase/phosphatase gene, YNL010w, was excluded from its candidate role in the cycle. The methodology used involved auxotrophic growth tests and analysis of intracellular 5'-methylthioadenosine in deletion mutants. The last step, a transamination of 4-methylthio-2-oxobutyrate to yield methionine, was found to be a highly redundant step. It was catalysed by amino acid transaminases, mainly coupled with aromatic and branched chain amino acids as amino donors, but also with proline, lysine and glutamate/glutamine. The aromatic amino acid transaminases, Aro8p and Aro9p, and the branched chain amino acid transaminases, Bat1p and Bat2p, seemed to be the main enzymes exhibiting 4-methylthio-2-oxobutyrate transaminase activity. Bat2p was found to be less specific and used proline, lysine, tyrosine and glutamate as amino donors in addition to the branched chain amino acids. Thus, for the first time, all enzymes of the methionine salvage pathway were identified in a eukaryote.