Обнаружена новая роль фермента в бактериальном метаболизме

Исследователи из Университета Делавэра обнаружили новую функцию для фермента, давно известного своей центральной ролью в бактериальном метаболизме.

Метаболизм — это набор химических реакций внутри клетки, поддерживающих жизнь путём расщепления субстратов (например, сахаров) и генерации энергии и новых клеточных компонентов.

Группа исследовала систему из четырёх ферментов PTS (фосфоенолпируват-углеводный фосфотрансферазный комплекс), которая совместно обеспечивает перенос сахара в клетку и последующий этап его расщепления в процессе гликолиза.

Ключевое открытие: Фермент I, завершающий этап цепи реакций PTS, катализирует не только прямую реакцию превращения метаболита PEP в пируват, но и обратную реакцию — превращение пирувата в PEP.

Результаты опубликованы в статье "Enzyme I Facilitates Reverse Flux from Pyruvate to Phosphoenolpyruvate in Escherichia coli" в журнале Nature Communications 27 января.

Основные выводы:

• Фермент I играет основную роль при обратном ходе пути (глюконеогенезе), когда сахара генерируются из несахарных субстратов, таких как ацетат и пируват.
• Даже при потреблении сахара, когда основной поток углерода направлен от PEP к пирувату, Фермент I всё ещё облегчает некоторый "обратный поток" в противоположном направлении.
• Динамика этой обратной реакции изменяется при удалении других ферментов PTS по одному.

Исследование вносит вклад в фундаментальное понимание метаболизма E. coli. Поскольку система PTS используется большинством бактерий, эти результаты, вероятно, будут воспроизведены и у других видов.

Эти данные также бросают вызов общепринятому представлению об энергии и регуляции гликолиза, согласно которому реакция превращения PEP в пируват имеет большой энергетический перепад и, следовательно, необратима.