세균의 호기성 트립토판 분해 경로: 신종 퀸우리닌 포르마미데이스

L-트립토판의 호기성 분해(퀸우리닌 경로)와 관련된 다양한 화학적 변환과 그에 관여하는 대부분의 유전자 및 해당 효소들이 주로 진핵생물에서 특성화되어 있지만, 세균에서 이 경로에 대해서는 상대적으로 알려진 바가 적습니다. 유전체 비교 분석 기법을 사용하여 여러 세균에서 호기성 L-트립토판 분해가 안트라닐레이트(안트라닐레이트 경로)로 이어지는 3단계 경로의 존재를 예측했습니다. 염색체 유전자 군집 분석을 기반으로 안트라닐레이트 경로의 두 번째 단계와 관련된 퀸우리닌 포르마미데이스(EC 3.5.1.19)를 인코딩하는 이전에 알려지지 않은 유전자를 확인했습니다. 이 기능적 예측은 Bacillus cereus, Pseudomonas aeruginosa 및 Ralstonia metallidurans에서의 재조합 퀸우리닌 포르마미데이스 상동체의 클로닝, 발현 및 효소적 특성화에 의해 실험적으로 검증되었습니다. 추정된 안트라닐레이트 경로의 실험적 검증은 R. metallidurans의 가전 kynBAU 오페론을 Escherichia coli에 기능적으로 발현시켜 이루어졌으며, 이 오페론은 필요한 세 가지 효소인 트립토판 2,3-디옥시제나제(유전자 kynA), 퀸우리닌 포르마미데이스(유전자 kynB) 및 퀸우리닌 분해효소(유전자 kynU)를 인코딩합니다. 우리의 데이터는 이들 유전자(그 중 하나인 kynU만 이전에 특성화됨)와 세균의 L-트립토판 호기성 분해 경로 간의 연결에 대한 최초의 실험적 증거를 제공합니다.