대장균은 글루타민산 합성을 위한 두 가지 주요 경로를 왜 가지고 있나요?

대장균은 글루타민산 합성을 위한 두 가지 주요 경로가 있습니다. 글루탐산 합성효소-글루타민산 합성 경로는 낮은 암모늄 농도에서 합성에 필수적이며 글루타민 풀의 조절에 필요하다고 알려져 있지만, 글루타민산 탈수소효소(GDH)의 필요성은 불확실했습니다. 영양 제한 성장 동안 야생형과 GDH 결핍 돌연변이 사이의 경쟁 실험 결과와 직접 효소 측정 결과는 GDH가 에너지가 제한된 상황(탄소도 제한)에서 글루타민산 합성에 사용되지만, 암모늄과 인산염이 과잉인 경우에 해당함을 시사합니다. 반면에 글루타민 합성효소-글루타민산 합성 경로는 세포가 에너지 제한을 받지 않을 때 사용됩니다. 글루타민산 합성을 위한 대체 경로의 사용은 에너지가 제한될 때 생합성의 에너지 비용이 무한할 때보다 적을 수 있음을 암시합니다.