L-賴氨酸在細胞內(nèi)的分解代謝

      L-賴氨酸在細胞內(nèi)的分解代謝主要是通過cadA和ldcC基因編碼的L-賴氨酸脫羧酶Ｉ和ＩＩ來催化分解生成戊二胺和二氧化碳。而戊二胺經(jīng)常被用做有機合成的中間體來進行髙聚物的合成，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-賴氨酸依賴的細胞內(nèi)抗酸系統(tǒng)AR4的重要組成部分。大腸桿菌細胞在有氧條件下和磷酸缺乏情況下的以糖類等碳源進行的發(fā)酵會產(chǎn)生對細胞有毒害作用的弱有機酸，該系統(tǒng)主要負責(zé)細胞內(nèi)的抗酸性自我保護。賴氨酸脫羧酶是一個具有生物降解作用性質(zhì)的酶，在酸性ｐＨ條件下被誘導(dǎo)，具有維持細胞內(nèi)的ｐＨ平衡Ｗ及降解細胞外環(huán)境中的有毒物來維持生長的重要作用。當細胞處于缺氧和低ｐＨ的情況下，由于ＴＣＡ循環(huán)的強度被下調(diào)而導(dǎo)致細胞內(nèi)二氧化碳濃度下降的時候，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是一個五倍二聚體的多重對稱的酶，該酶在細胞內(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，則會使細胞在這種情況下的生長受到嚴重的影響。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在細胞生長的各個階段的表達量很少，對熱更加的敏感，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最高只能達到5.5左右）范圍內(nèi)具有酶活，該酶會受到通用調(diào)控因子（Ｐ）ppGpp的抑制。該酶在細胞內(nèi)的功能，可能是對細胞內(nèi)的聚胺合成具有一定的作用，而聚胺對細胞在缺氧或者高氧條件下的生長具有重要的作用。