L-賴氨酸在細(xì)胞內(nèi)的分解代謝

      L-賴氨酸在細(xì)胞內(nèi)的分解代謝主要是通過(guò)cadA和ldcC基因編碼的L-賴氨酸脫羧酶Ｉ和ＩＩ來(lái)催化分解生成戊二胺和二氧化碳。而戊二胺經(jīng)常被用做有機(jī)合成的中間體來(lái)進(jìn)行髙聚物的合成，也可用于一些生物學(xué)上的研究。

      L-賴氨酸脫羧酶Ｉ，由cadA基因編碼的，是L-賴氨酸依賴的細(xì)胞內(nèi)抗酸系統(tǒng)AR4的重要組成部分。大腸桿菌細(xì)胞在有氧條件下和磷酸缺乏情況下的以糖類等碳源進(jìn)行的發(fā)酵會(huì)產(chǎn)生對(duì)細(xì)胞有毒害作用的弱有機(jī)酸，該系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)細(xì)胞內(nèi)的抗酸性自我保護(hù)。賴氨酸脫羧酶是一個(gè)具有生物降解作用性質(zhì)的酶，在酸性ｐＨ條件下被誘導(dǎo)，具有維持細(xì)胞內(nèi)的ｐＨ平衡Ｗ及降解細(xì)胞外環(huán)境中的有毒物來(lái)維持生長(zhǎng)的重要作用。當(dāng)細(xì)胞處于缺氧和低ｐＨ的情況下，由于ＴＣＡ循環(huán)的強(qiáng)度被下調(diào)而導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)二氧化碳濃度下降的時(shí)候，由賴氨酸脫簇酶Ｉ產(chǎn)生的二氧化碳就具有重要的生理調(diào)節(jié)功能。賴氨酸脫幾酶Ｉ是一個(gè)五倍二聚體的多重對(duì)稱的酶，該酶在細(xì)胞內(nèi)既能Ｗ可逆轉(zhuǎn)的游離的二聚體形式存在，也能以數(shù)個(gè)十倍體堆疊在一起形成更大分子量的酶復(fù)合體。L-賴氨酸的脫羧作用可顯著提高細(xì)胞在厭氧從及磷酸鹽缺乏情況下的存活率，如果敲除掉cadA基因，則會(huì)使細(xì)胞在這種情況下的生長(zhǎng)受到嚴(yán)重的影響。如同鼠傷寒沙口氏菌中一樣，在大腸桿菌中Cad操縱子也是屬于細(xì)胞內(nèi)抗酸脅迫響應(yīng)系統(tǒng)（ATR）。

而由ldcC基因編碼的L-賴氨酸脫羧酶ＩＩ，與編碼的L-賴氨酸脫羧酶Ｉ具有許多明顯的不同，例如賴氨酸脫羧酶ＩＩ在細(xì)胞生長(zhǎng)的各個(gè)階段的表達(dá)量很少，對(duì)熱更加的敏感，可Ｗ在范圍更廣更高的pH（最高可到pH7.6而L-賴氨酸脫羧酶Ｉ的Ｉ）pH最高只能達(dá)到5.5左右）范圍內(nèi)具有酶活，該酶會(huì)受到通用調(diào)控因子（Ｐ）ppGpp的抑制。該酶在細(xì)胞內(nèi)的功能，可能是對(duì)細(xì)胞內(nèi)的聚胺合成具有一定的作用，而聚胺對(duì)細(xì)胞在缺氧或者高氧條件下的生長(zhǎng)具有重要的作用。