Connections Between Amino Acid Metabolisms in Plants: Lysine as an Example

Resumo

Extensos esforços têm sido feitos para fortalecer os aminoácidos essenciais e melhorar a nutrição das
plantas, mas efeitos não intencionais no crescimento e na fisiologia também são observados.
Compreender como diferentes metabolismos de aminoácidos estão conectados com outras
vias biológicas é, portanto, importante. Além da síntese de proteínas, o metabolismo aminoácidos
também está fortemente ligado ao metabolismo de energia e carboidratos, com o balanço carbono-nitrogênio, hormônio e metabolismo secundário, respostas ao estresse e assim por diante.
Nessa revisão atualizamos as informações atualmente disponíveis sobre as conexões entre o metabolismo dos amino ácidos, que tendem a ser negligenciados em plantas superiores. Ênfase particular foi
colocados nas conexões entre o metabolismo da lisina e outras vias, como metabolismo do triptofano, ciclo do ácido tricarboxílico, respostas ao estresse abiótico e biótico, metabolismo do amido e a resposta da proteína desdobrada. Curiosamente, a regulação do metabolismo da lisina  diferiu entre as espécies de plantas, como é o caso entre dicotiledôneas e monocotiledôneas. Determinar a conexão metabólica entre os metabolismos de aminoácidos irá ajudam a melhorar nossa compreensão do fluxo metabólico, apoiando estudos sobre nutrição de culturas

Abstract

Extensive efforts have been made to fortify essential amino acids and boost nutrition in
plants, but unintended effects on growth and physiology are also observed.
Understanding how different amino acid metabolisms are connected with other
biological pathways is therefore important. In addition to protein synthesis, amino acid
metabolism is also tightly linked to energy and carbohydrate metabolism, the carbonnitrogen
budget, hormone and secondary metabolism, stress responses, and so on.
Here, we update the currently available information on the connections between amino
acid metabolisms, which tend to be overlooked in higher plants. Particular emphasis was
placed on the connections between lysine metabolism and other pathways, such as
tryptophan metabolism, the tricarboxylic acid cycle, abiotic and biotic stress responses,
starch metabolism, and the unfolded protein response. Interestingly, regulation of lysine
metabolism was found to differ between plant species, as is the case between dicots and
monocots. Determining the metabolic connection between amino acid metabolisms will
help improve our understanding of the metabolic flux, supporting studies on crop nutrition