人ASPDH是色氨酸分解代谢中生成L-2-氨基己-3-烯二酸的2-氨基黏康酸还原酶

动物体内大多数色氨酸分解代谢经由犬尿氨酸通路进行，该通路可生成必需的 NAD 辅因子及多种具有生物活性的代谢物。对于该通路在真核生物中的认识，此前止步于不稳定中间体 2-氨基黏康酸（2-AM）。在此，我们利用来自 5,000 多种真核生物的进化信息，鉴定出在真菌和后生动物中作用于 2-AM 下游的两种不同基因。真菌中的该基因与细菌 2-AM 脱氨酶同源，而后生动物中的该基因与天冬氨酸脱氢酶（ASPDH）同源；在原核生物中，后者催化 NAD 生物合成的第一步反应。生化与结构分析表明，人 ASPDH 在色氨酸分解代谢中已进化出一种前所未有的功能，即作为依赖 NAD(P)H 的 2-AM 还原酶（AMR）。该反应生成 L-2-氨基己-3-烯二酸，这是一种当前生物数据库中尚不存在的非饱和 α-氨基酸。同位素标记核磁共振实验和结构建模支持这样一种机制：氢化物转移与共轭体系双键重排相偶联。上述发现揭示了犬尿氨酸通路中此前未知的后生动物分支，扩展了内源性氨基酸的组成谱，并展示了比较基因组学如何揭示人类代谢中的隐藏反应。

动物体内大多数色氨酸分解代谢经由犬尿氨酸通路进行，该通路生成必需的 NAD 辅因子以及多种具有生物活性的代谢物。关于该通路在真核生物中的认识止于不稳定中间体 2-氨基黏康酸（2-AM）。在此，我们利用来自 5,000 多种真核生物的进化信息，鉴定出真菌和后生动物中两个作用于 2-AM 下游的不同基因。真菌基因与细菌 2-AM 脱氨酶同源，而后生动物基因则与天冬氨酸脱氢酶（ASPDH）同源；在原核生物中，后者催化 NAD 生物合成的第一步反应。生化与结构分析表明，人类 ASPDH 在色氨酸分解代谢中已进化出一种前所未有的功能，即作为一种依赖 NAD(P)H 的 2-AM 还原酶（AMR）。该反应生成 L-2-氨基己-3-烯二酸，这是一种当前生物数据库中尚未收录的不饱和 α-氨基酸。同位素标记核磁共振实验和结构建模支持这样一种机制：氢负离子转移与该共轭体系中双键的重排相偶联。这些发现揭示了犬尿氨酸通路中此前未知的后生动物分支，扩展了内源性氨基酸的种类，并说明比较基因组学如何能够揭示人类代谢中的隐藏反应。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.05.730449v1?rss=1

🏷️ 色氨酸分解代谢 犬尿氨酸通路 ASPDH 2-氨基黏康酸还原酶 L-2-氨基己-3-烯二酸 比较基因组学