Fumaric acid is primarily an interm

Fumaric acid is primarily an intermediate of the citrate cycle, but is also involved in other metabolic pathways. In 1939, it was suggested that fumarate biosynthesis involved a C-2 plus C-2 condensation in Rhizopus species (Foster et al. 1949). The reactions in this pathway seemed to be similar to those of the glyoxylate bypass (Foster et al. 1949). Years after, the glyoxylate bypass mechanism was ruled out because the theoretical molar yield for this pathway of 100% was not in agreement with the experimental yield of 140% (Rhodes et al. 1959; Romano et al. 1967). However, the main evidence for rejecting the glyoxylate bypass mechanism is that the key enzyme of the glyoxylate pathway, isocitrate-glyoxylate lyase, was repressed when high glucose concentrations were present like in the experiments used for fumaric acid production (Romano et al. 1967).

It was discovered that a C3 plus C1 mechanism involving CO2 fixation catalyzed by pyruvate carboxylase under aerobic conditions explained the high molar yields in fumarate production (Overman and Romano 1969). This CO2 fixation leads to oxaloacetic acid formation (Osmani and Scrutton 1985), so that C4 citrate cycle intermediates can be withdrawn for biosynthesis during the growth phase under aerobic conditions. When nitrogen becomes limiting and the growth phase stops, the metabolism of glucose and CO2 fixation could continue and lead to an accumulation of C4 acids (Romano et al. 1967). The maximal theoretical yield in a nongrowth situation is 2 mol of fumaric acid per mole of glucose consumed, upon fixation of 2 mol of CO2 via reductive pyruvate carboxylation. However, if the reductive pyruvate carboxylation would be the sole pathway, no ATP would be produced for maintenance or transport purposes. Therefore, the citrate cycle is also active during fumaric acid production (Rhodes et al. 1959; Kenealy et al. 1986).

The CO2 carboxylation enzyme, pyruvate carboxylase, is known to be localized exclusively in the cytosol, together with NAD-malate dehydrogenase and fumarase (that are present in the cytosol and in the mitochondria), leading to fumaric acid synthesis in this cell compartment (Osmani and Scrutton 1985). Studies performed by Peleg et al. (1989) indicated higher activities of these enzymes (especially the cytosolic isoenzymes) during fumaric acid production. Kenealy et al. (1986) used mitochondrial inhibitors to investigate their role in fumarate accumulation and found no direct involvement of such inhibitors of the citrate cycle in fumarate production. However, carbon-labeling studies have demonstrated the simultaneous utilization of both the citrate cycle and the reductive pyruvate carboxylation pathways under aerobic conditions (Fig. 3). Besides the localization of fumarase isoenzymes, it was also found that addition of cycloheximide virtually eliminated the cytosolic isoenzyme and therefore caused a large decrease in the amount of fumaric acid produced by R. oryzae (Peleg et al. 1989)..

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

กรด fumaric เป็นหลักกลางของวงจรซิเตรต แต่ในมนต์อื่นเผาผลาญ ในปีพ.ศ. 2482 มันถูกแนะนำสังเคราะห์ fumarate ที่เกี่ยวข้องกับซี-2 บวก C 2 มีหยดน้ำเกาะใน Rhizopus พันธุ์ (ฟอสเตอร์ et al. 1949) ปฏิกิริยาในทางเดินนี้ดูเหมือนจะใกล้เคียงกับบายพาส glyoxylate (ฟอสเตอร์ et al. 1949) ปีหลังจาก กลไกข้าม glyoxylate ถูกปกครองออกเนื่องจากผลตอบแทนสบทฤษฎีสำหรับทางเดินนี้ 100% ไม่ยังคงผลผลิตทดลอง 140% (โรดส์ et al. 1959 โรมาโน et al. 1967) อย่างไรก็ตาม หลักฐานหลักสำหรับการปฏิเสธกลไกข้าม glyoxylate เป็นเอนไซม์ที่สำคัญของทางเดิน glyoxylate, lyase isocitrate glyoxylate ถูก repressed เมื่อความเข้มข้นของน้ำตาลกลูโคสที่สูงขึ้นปัจจุบันเช่นในการทดลองที่ใช้สำหรับการผลิตกรด fumaric (โรมาโน et al. 1967)มันถูกค้นพบว่า ระบบ C3 บวก C1 เบี CO2 โดย pyruvate carboxylase แอโรบิกสภาวะกระบวนการเกี่ยวข้องกับอธิบายผลผลิตสบสูงในการผลิต fumarate (Overman และ 1969 โรมาโน) ปฏิกิริยาการตรึง CO2 นี้นำไปสู่ก่อ oxaloacetic กรด (Osmani และ Scrutton 1985), เพื่อให้สามารถถอน C4 ซิเตรตวงจร intermediates สำหรับสังเคราะห์ระยะเจริญเติบโตภายใต้สภาพแอโรบิก เมื่อไนโตรเจนกลายเป็นการจำกัด และระยะการเจริญเติบโตหยุด เผาผลาญน้ำตาลกลูโคสและปฏิกิริยาการตรึง CO2 สามารถดำเนินต่อ และนำไปสู่การสะสมของกรด C4 (โรมาโน et al. 1967) ผลผลิตทางทฤษฎีสูงสุดในสถานการณ์ที่ nongrowth เป็น 2 โมลของกรด fumaric ต่อโมลของกลูโคสที่ใช้ ตามเบี 2 โมลของ CO2 ผ่าน pyruvate กล้าหาญ carboxylation อย่างไรก็ตาม ถ้า carboxylation pyruvate กล้าหาญ ทางเดินแต่เพียงผู้เดียว ไม่มี ATP จะผลิตเพื่อบำรุงรักษาหรือการขนส่ง ดังนั้น วงจรซิเตรตมีการใช้งานในระหว่างการผลิตกรด fumaric (โรดส์ et al. 1959 Kenealy et al. 1986)เอนไซม์ CO2 carboxylation, pyruvate carboxylase ทราบว่าจะเป็นภาษาท้องถิ่นเฉพาะในไซโตซอล พร้อม dehydrogenase มาลาและ fumarase (ที่อยู่ ในไซโตซอล และ ใน mitochondria), นำไปสังเคราะห์กรด fumaric นี้ช่องเซลล์ (Osmani และ Scrutton 1985) ศึกษาที่ดำเนินการโดย Peleg et al. (1989) ระบุกิจกรรมสูงเอนไซม์เหล่านี้ (โดยเฉพาะ isoenzymes cytosolic) ในระหว่างการผลิตกรด fumaric Kenealy และ al. (1986) ใช้ mitochondrial inhibitors พบไม่เกี่ยวข้องโดยตรงเช่น inhibitors วงจรซิเตรต fumarate ผลิตและบทบาทของตนใน fumarate สะสม อย่างไรก็ตาม ศึกษาการติดฉลากคาร์บอนมีสาธิตใช้ประโยชน์พร้อมทั้งวงจรซิเตรตและมนต์ carboxylation pyruvate กล้าหาญภายใต้เงื่อนไขแอโรบิก (Fig. 3) นอกจากการแปลของ fumarase isoenzymes นอกจากนี้ยังพบเพิ่ม cycloheximide แทบตัด cytosolic isoenzyme และเกิดจากการลดขนาดใหญ่จำนวนกรด fumaric ผลิต โดยอาร์แห้งระดับต่าง ๆ (Peleg et al. 1989) ดังนั้น ...

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

กรด Fumaric เป็นหลักเป็นสื่อกลางของวงจรซิเตรต แต่ยังมีส่วนเกี่ยวข้องในการเผาผลาญเซลล์อื่น ๆ ในปี 1939 มันก็ชี้ให้เห็นว่าการสังเคราะห์ fumarate เกี่ยวข้องกับ C-2 รวมทั้งการรวมตัว C-2 สายพันธุ์ Rhizopus (ฟอสเตอร์ et al. 1949) ปฏิกิริยาในทางเดินนี้ดูเหมือนจะคล้ายกับที่ของบายพาส glyoxylate (ฟอสเตอร์ et al. 1949) ปีหลังจากกลไกบายพาส glyoxylate ที่ถูกตัดออกเพราะผลผลิตกรามทฤษฎีทางเดินนี้ 100% ไม่ได้อยู่ในข้อตกลงกับอัตราผลตอบแทนจากการทดลอง 140% (โรดส์ et al, 1959;.. โรมาโน et al, 1967) อย่างไรก็ตามหลักฐานที่หลักสำหรับการปฏิเสธกลไกบายพาส glyoxylate คือเอนไซม์ที่สำคัญของทางเดิน glyoxylate, isocitrate-glyoxylate ไอเลสถูกปราบปรามเมื่อความเข้มข้นของน้ำตาลสูงอยู่ในปัจจุบันเช่นในการทดลองที่ใช้สำหรับการผลิตกรดฟูมาริก (Romano et al. 1967) . มันถูกค้นพบว่า C3 บวกกลไกที่เกี่ยวข้องกับการตรึง C1 CO2 เร่งปฏิกิริยาด้วยคาร์บอกซิไพรูภายใต้เงื่อนไขแอโรบิกอธิบายอัตราผลตอบแทนกรามสูงในการผลิต fumarate (Overman และโรมาโน 1969) การตรึง CO2 นี้นำไปสู่การก่อตัว oxaloacetic กรด (Osmani และ Scrutton 1985) เพื่อให้ตัวกลางวงจรซิเตรต C4 สามารถถอนได้สำหรับการสังเคราะห์ในช่วงระยะการเจริญเติบโตภายใต้เงื่อนไขแอโรบิก เมื่อกลายเป็นไนโตรเจน จำกัด และหยุดระยะการเจริญเติบโต, การเผาผลาญกลูโคสและการตรึง CO2 ได้อย่างต่อเนื่องและนำไปสู่การสะสมของกรด C4 (การ Romano et al. 1967) ผลผลิตทางทฤษฎีสูงสุดในสถานการณ์ nongrowth 2 โมลของกรด fumaric ต่อโมลของกลูโคสบริโภคเมื่อตรึง 2 โมลของ CO2 ผ่าน carboxylation ไพรูลดลง แต่ถ้า carboxylation ไพรูลดลงจะเป็นทางเดิน แต่เพียงผู้เดียวไม่มีเอทีพีจะผลิตเพื่อวัตถุประสงค์ในการบำรุงรักษาหรือการขนส่ง ดังนั้นวงจรซิเตรตยังทำงานอยู่ในระหว่างการผลิตกรดฟูมาริก (โรดส์ et al, 1959;.. Kenealy et al, 1986). CO2 เอนไซม์ carboxylation, คาร์บอกซิไพรูเป็นที่รู้จักกันจะได้รับการแปลเป็นภาษาท้องถิ่นเฉพาะในเซลล์ร่วมกับ dehydrogenase NAD-malate และ fumarase (ที่มีอยู่ในเซลล์และใน mitochondria) ที่นำไปสู่การสังเคราะห์กรดฟูมาริกในช่องเซลล์นี้ (Osmani และ Scrutton 1985) การศึกษาดำเนินการโดยเปเลก et al, (1989) ระบุกิจกรรมที่สูงขึ้นของเอนไซม์เหล่านี้ (โดยเฉพาะ isoenzymes cytosolic) ในระหว่างการผลิตกรด fumaric Kenealy et al, (1986) ที่ใช้สารยับยั้งยลที่จะตรวจสอบบทบาทของพวกเขาในการสะสม fumarate และพบว่าไม่มีส่วนร่วมโดยตรงของสารยับยั้งการดังกล่าวของวงจรซิเตรตในการผลิต fumarate อย่างไรก็ตามการศึกษาการติดฉลากคาร์บอนได้แสดงให้เห็นการใช้พร้อมกันของทั้งวงจรซิเตรตและไพรูลดลงอย่างทุลักทุเล carboxylation ภายใต้เงื่อนไขแอโรบิก (รูปที่. 3) นอกจากนี้การแปลของ isoenzymes fumarase มันก็ยังพบว่าการเพิ่มขึ้นของ cycloheximide แทบตัด isoenzyme cytosolic และดังนั้นจึงก่อให้เกิดการลดลงของขนาดใหญ่ในปริมาณกรด fumaric ผลิตโดยอาร์ oryzae (เปเลก et al. 1989) ..

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

กรดฟูมาริคเป็นหลักที่เป็นสื่อกลางของรอบซิ แต่ยังเกี่ยวข้องกับเส้นทางการเผาผลาญอาหารอื่น ๆ ในปี 1939 ได้ให้เรียบร้อยในที่เกี่ยวข้องกับ C-2 บวก C-2 การควบแน่นในเชื้อราชนิด ( อุปถัมภ์ et al . 1949 ) ปฏิกิริยาในเส้นทางนี้ดูเหมือนจะคล้ายกับบรรดาของทฤษฎีบทเวียนบังเกิดทางอ้อม ( อุปถัมภ์ et al . 1949 ) ปีหลังจากโดยทฤษฎีบทเวียนบังเกิดข้ามกลไกการปกครองออก เพราะทฤษฎีนี้โดยผลผลิตทาง 100 % ไม่สอดคล้องกับผลการทดลองของ 140 % ( Rhodes et al . 1959 ; โรมาโน et al . 1967 ) อย่างไรก็ตาม หลักฐานสำหรับการปฏิเสธทฤษฎีบทเวียนบังเกิดข้ามกลไกคือ เอนไซม์ที่สำคัญของทฤษฎีบทเวียนบังเกิดทางเดิน , ไอโซซิเตรต lyase ทฤษฎีบทเวียนบังเกิด ,ถูกกดดันเมื่อความเข้มข้นของน้ำตาลสูงอยู่ในปัจจุบัน เช่น ในการทดลองใช้ในการผลิตกรดฟูมาริก ( Romano et al . 1967 )

ก็พบว่ากลไกที่เกี่ยวข้องกับการตรึงคาร์บอนไดออกไซด์ C1 C3 บวกที่เร่งปฏิกิริยาด้วยไพรูเวทคาร์บอกซีเลสภายใต้สภาวะแอโรบิก ได้ผลผลิตสูงในการผลิตโมลา ( โอเวอร์เมิน และโรมาโน่ 1969 )นี้นำไปสู่การการตรึงคาร์บอนไดออกไซด์ ( osmani กรดอ ซาโล ซิติค และ scrutton 1985 ) เพื่อให้ C4 ซิเตรตวัฏจักรตัวกลางที่สามารถถอนได้ สำหรับในช่วงระยะการเจริญเติบโตภายใต้สภาวะแอโรบิก . เมื่อกลายเป็นการจำกัดไนโตรเจนและระยะหยุดการเผาผลาญกลูโคสและการตรึง CO2 ได้และนำไปสู่การสะสมของกรด ( C4 โรมาโน et al . 1967 )ผลผลิตตามทฤษฎีสูงสุดในสถานการณ์ nongrowth 2 โมลของกรดฟูมาริกต่อโมลของกลูโคสบริโภคเมื่อการตรึง CO2 ผ่าน 2 mol ซึ่งไพรูเวทคาร์บอกซิเลชัน . แต่ถ้าเป็นคาร์บอกซิเลชัน pyruvate ซึ่งจะเป็นทางเดิน แต่เพียงผู้เดียว ไม่มี ATP จะถูกผลิตเพื่อการบำรุงรักษา หรือเพื่อวัตถุประสงค์ในการขนส่ง ดังนั้นวงจรซิเตรตยังใช้งานในระหว่างการผลิตกรดฟูมาริก ( Rhodes et al . 1959 ; kenealy et al . 1986 )

ลดคาร์บอกซิเลชันเอนไซม์ไพรูเวทคาร์บอกซีเลส ถูกเรียกเป็นภาษาท้องถิ่นเฉพาะในไซโตซอล ร่วมกับ malate dehydrogenase และ NAD ฟูมาเรส ( ที่มีอยู่ในไซโตซอลและในไมโตคอนเดรีย )การสังเคราะห์กรดฟูมาริคาในช่อง ( osmani เซลล์ และ scrutton 1985 ) การศึกษาดำเนินการโดย เปเลก et al . ( 1989 ) พบกิจกรรมของเอนไซม์สูงกว่านี้ ( โดยเฉพาะของ cytosolic ) ในการผลิตกรดฟูมาริก . kenealy et al .( 1986 ) ใช้เพื่อศึกษาบทบาทของตนในการยับยั้งการสะสมเรียบร้อยไม่พบ เช่น การมีส่วนร่วมโดยตรงของซิเทรตในรอบการผลิตกรร . อย่างไรก็ตาม การศึกษาได้แสดงให้เห็นถึงการใช้ฉลากคาร์บอนพร้อมกันทั้งซิเตรตวงจรและ reductive ไพรูเวทคาร์บอกซิเลชันเซลล์ภายใต้สภาวะแอโรบิก ( รูปที่ 3 )นอกจากการจำกัดของฟูมาเรส พบว่านอกจากร้อยเรียงจวนกำจัดความรู้สึก cytosolic จึงก่อให้เกิดการลดลงมากปริมาณของกรด Fumaric ผลิตโดย R . oryzae ( เปเลก et al . 1989 ) . . . . . . .