aspartate superpathway

Devenish SR, Blunt JW, Gerrard JA. NMR studies uncover alternate substrates for dihydrodipicolinate synthase and suggest that dihydrodipicolinate reductase is also a dehydratase. J Med Chem. 2010 Jun 24;53(12):4808–12. doi: 10.1021/jm100349s. PMID: 20503968.; Chassagnole C, Raïs B, Quentin E, Fell DA, Mazat JP. An integrated study of threonine-pathway enzyme kinetics in Escherichia coli. Biochem J. 2001 Jun 01;356(Pt 2):415–23. PMID: 11368768; PMCID: PMC1221852.; Begley TP, Kinsland C, Mehl RA, Osterman A, Dorrestein P. The biosynthesis of nicotinamide adenine dinucleotides in bacteria. Vitam Horm. 2001;61():103–19. doi: 10.1016/s0083-6729(01)61003-3. PMID: 11153263.; Soda K. Microbial sulfur amino acids: an overview. Methods Enzymol. 1987;143():453–9. doi: 10.1016/0076-6879(87)43080-2. PMID: 3309561.; POWELL JT, MORRISON JF. The Purification and Properties of the Aspartate Aminotransferase and Aromatic-Amino-Acid Aminotransferase from Escherichia coli. European Journal of Biochemistry. 1978 Jun;87(2):391–400. doi: 10.1111/j.1432-1033.1978.tb12388.x.; Farkas W, Gilvarg C. The Reduction Step in Diaminopimelic Acid Biosynthesis. Journal of Biological Chemistry. 1965 Dec;240(12):4717–22. doi: 10.1016/s0021-9258(18)97014-6.; Kindler SH, Gilvarg C. N-Succinyl-l-a, e-diaminopimelic Acid Deacylase. Journal of Biological Chemistry. 1960 Dec;235(12):3532–5. doi: 10.1016/s0021-9258(18)64502-8.; Cohen GN, Hirsch M. THREONINE SYNTHASE, A SYSTEM SYNTHESIZING l -THREONINE FROM l -HOMOSERINE. J Bacteriol. 1954 Feb;67(2):182–90. doi: 10.1128/jb.67.2.182-190.1954.

Enzyme

EC Number	name	full name
1.5.99.-
1.1.1.3	homoserine dehydrogenase	L-homoserine:NAD(P)+ oxidoreductase
1.17.1.8	4-hydroxy-tetrahydrodipicolinate reductase	(S)-2,3,4,5-tetrahydropyridine-2,6-dicarboxylate:NAD(P)+ 4-oxidoreductase
1.2.1.11	aspartate-semialdehyde dehydrogenase	L-aspartate-4-semialdehyde:NADP+ oxidoreductase (phosphorylating)
1.4.3.16	L-aspartate oxidase	L-aspartate:oxygen oxidoreductase
2.1.1.13	methionine synthase	5-methyltetrahydrofolate:L-homocysteine S-methyltransferase
2.1.1.14	5-methyltetrahydropteroyltriglutamate-homocysteine S-methyltransferase	5-methyltetrahydropteroyltri-L-glutamate:L-homocysteine S-methyltransferase
2.3.1.117	2,3,4,5-tetrahydropyridine-2,6-dicarboxylate N-succinyltransferase	succinyl-CoA:(S)-2,3,4,5-tetrahydropyridine-2,6-dicarboxylate N-succinyltransferase
2.3.1.46	homoserine O-succinyltransferase	succinyl-CoA:L-homoserine O-succinyltransferase
2.4.2.19	nicotinate-nucleotide diphosphorylase (carboxylating)	nicotinate-D-ribonucleotide:diphosphate phospho-alpha-D-ribosyltransferase (carboxylating)
2.5.1.48	cystathionine gamma-synthase	O4-succinyl-L-homoserine:L-cysteine S-(3-amino-3-carboxypropyl)transferase
2.5.1.6	methionine adenosyltransferase	ATP:L-methionine S-adenosyltransferase
2.5.1.72	quinolinate synthase	glycerone phosphate:iminosuccinate alkyltransferase (cyclizing)
2.6.1.1	aspartate transaminase	L-aspartate:2-oxoglutarate aminotransferase
2.6.1.11	acetylornithine transaminase	N2-acetyl-L-ornithine:2-oxoglutarate 5-aminotransferase
2.6.1.17	succinyldiaminopimelate transaminase	N-succinyl-L-2,6-diaminoheptanedioate:2-oxoglutarate aminotransferase
2.6.1.52	phosphoserine transaminase	O-phospho-L-serine:2-oxoglutarate aminotransferase
2.7.1.39	homoserine kinase	ATP:L-homoserine O-phosphotransferase
2.7.2.4	aspartate kinase	ATP:L-aspartate 4-phosphotransferase
2.7.7.18	nicotinate-nucleotide adenylyltransferase	ATP:nicotinate-ribonucleotide adenylyltransferase
3.5.1.18	succinyl-diaminopimelate desuccinylase	N-succinyl-LL-2,6-diaminoheptanedioate amidohydrolase
4.1.1.20	diaminopimelate decarboxylase	meso-2,6-diaminoheptanedioate carboxy-lyase (L-lysine-forming)
4.2.3.1	threonine synthase	O-phospho-L-homoserine phosphate-lyase (adding water; L-threonine-forming)
4.3.3.7	4-hydroxy-tetrahydrodipicolinate synthase	L-aspartate-4-semialdehyde hydro-lyase [adding pyruvate and cyclizing; (4S)-4-hydroxy-2,3,4,5-tetrahydro-(2S)-dipicolinate-forming]
5.1.1.7	diaminopimelate epimerase	LL-2,6-diaminoheptanedioate 2-epimerase
6.3.1.5	NAD+ synthase	deamido-NAD+:ammonia ligase (AMP-forming)

Pathway Source

Organism	Taxonomy Group	Enzyme List	Source Ratio
Escherichia coli K-12	MAGs	1.1.1.3 / 1.17.1.8 / 1.2.1.11 / 1.4.3.16 / 1.5.99.- / 2.1.1.13 / 2.1.1.14 / 2.3.1.117 / 2.3.1.46 / 2.4.2.19 / 2.5.1.48 / 2.5.1.6 / 2.5.1.72 / 2.6.1.1 / 2.6.1.11 / 2.6.1.17 / 2.6.1.52 / 2.7.1.39 / 2.7.2.4 / 2.7.7.18 / 3.5.1.18 / 4.1.1.20 / 4.2.3.1 / 4.3.3.7 / 5.1.1.7 / 6.3.1.5	100.00%
Pseudomonas aeruginosa PAO1	MAGs	1.1.1.3 / 1.17.1.8 / 1.2.1.11 / 1.4.3.16 / 2.1.1.13 / 2.1.1.14 / 2.3.1.117 / 2.3.1.46 / 2.4.2.19 / 2.5.1.48 / 2.5.1.6 / 2.5.1.72 / 2.6.1.1 / 2.6.1.11 / 2.6.1.17 / 2.6.1.52 / 2.7.1.39 / 2.7.2.4 / 2.7.7.18 / 3.5.1.18 / 4.1.1.20 / 4.2.3.1 / 4.3.3.7 / 5.1.1.7 / 6.3.1.5	96.15%
Shewanella piezotolerans WP3	MAGs	1.1.1.3 / 1.17.1.8 / 1.2.1.11 / 1.4.3.16 / 2.1.1.13 / 2.1.1.14 / 2.3.1.117 / 2.3.1.46 / 2.4.2.19 / 2.5.1.48 / 2.5.1.6 / 2.6.1.1 / 2.6.1.11 / 2.6.1.17 / 2.6.1.52 / 2.7.1.39 / 2.7.2.4 / 2.7.7.18 / 3.5.1.18 / 4.1.1.20 / 4.2.3.1 / 4.3.3.7 / 5.1.1.7 / 6.3.1.5	92.31%
Streptomyces albogriseolus	bacteria	1.1.1.3 / 1.17.1.8 / 1.2.1.11 / 1.4.3.16 / 1.5.99.- / 2.1.1.13 / 2.3.1.117 / 2.3.1.46 / 2.4.2.19 / 2.5.1.48 / 2.5.1.6 / 2.5.1.72 / 2.6.1.1 / 2.6.1.11 / 2.6.1.17 / 2.6.1.52 / 2.7.1.39 / 2.7.2.4 / 2.7.7.18 / 3.5.1.18 / 4.1.1.20 / 4.2.3.1 / 4.3.3.7 / 5.1.1.7	92.31%
Cupriavidus taiwanensis	bacteria	1.1.1.3 / 1.17.1.8 / 1.2.1.11 / 1.4.3.16 / 2.1.1.13 / 2.1.1.14 / 2.3.1.117 / 2.3.1.46 / 2.4.2.19 / 2.5.1.6 / 2.5.1.72 / 2.6.1.1 / 2.6.1.11 / 2.6.1.17 / 2.6.1.52 / 2.7.1.39 / 2.7.2.4 / 2.7.7.18 / 3.5.1.18 / 4.1.1.20 / 4.2.3.1 / 4.3.3.7 / 5.1.1.7 / 6.3.1.5	92.31%
Sinorhizobium meliloti 1021	MAGs	1.1.1.3 / 1.17.1.8 / 1.2.1.11 / 1.4.3.16 / 2.1.1.13 / 2.3.1.117 / 2.3.1.46 / 2.4.2.19 / 2.5.1.48 / 2.5.1.6 / 2.5.1.72 / 2.6.1.1 / 2.6.1.11 / 2.6.1.52 / 2.7.1.39 / 2.7.2.4 / 2.7.7.18 / 3.5.1.18 / 4.1.1.20 / 4.2.3.1 / 4.3.3.7 / 5.1.1.7 / 6.3.1.5	88.46%
Pseudomonas nabeulensis	bacteria	1.1.1.3 / 1.17.1.8 / 1.2.1.11 / 1.4.3.16 / 2.1.1.13 / 2.3.1.117 / 2.3.1.46 / 2.4.2.19 / 2.5.1.48 / 2.5.1.6 / 2.5.1.72 / 2.6.1.11 / 2.6.1.17 / 2.6.1.52 / 2.7.1.39 / 2.7.2.4 / 2.7.7.18 / 3.5.1.18 / 4.1.1.20 / 4.2.3.1 / 4.3.3.7 / 5.1.1.7 / 6.3.1.5	88.46%
Aeromonas hydrophila subsp. hydrophila ATCC 7966	MAGs	1.1.1.3 / 1.17.1.8 / 1.2.1.11 / 1.4.3.16 / 2.1.1.13 / 2.1.1.14 / 2.3.1.117 / 2.3.1.46 / 2.4.2.19 / 2.5.1.48 / 2.5.1.6 / 2.6.1.1 / 2.6.1.11 / 2.6.1.17 / 2.6.1.52 / 2.7.1.39 / 2.7.2.4 / 2.7.7.18 / 3.5.1.18 / 4.1.1.20 / 4.2.3.1 / 4.3.3.7 / 5.1.1.7	88.46%
Rhodococcus oryzae	bacteria	1.1.1.3 / 1.17.1.8 / 1.2.1.11 / 1.4.3.16 / 2.1.1.13 / 2.1.1.14 / 2.3.1.117 / 2.4.2.19 / 2.5.1.48 / 2.5.1.6 / 2.5.1.72 / 2.6.1.11 / 2.6.1.17 / 2.6.1.52 / 2.7.1.39 / 2.7.2.4 / 2.7.7.18 / 3.5.1.18 / 4.1.1.20 / 4.2.3.1 / 4.3.3.7 / 5.1.1.7 / 6.3.1.5	88.46%
Burkholderia vietnamiensis G4	MAGs	1.1.1.3 / 1.17.1.8 / 1.2.1.11 / 1.4.3.16 / 2.1.1.13 / 2.1.1.14 / 2.3.1.117 / 2.3.1.46 / 2.4.2.19 / 2.5.1.48 / 2.5.1.6 / 2.6.1.11 / 2.6.1.17 / 2.6.1.52 / 2.7.1.39 / 2.7.2.4 / 2.7.7.18 / 3.5.1.18 / 4.1.1.20 / 4.2.3.1 / 4.3.3.7 / 5.1.1.7 / 6.3.1.5	88.46%
Pseudomonas kairouanensis	bacteria	1.1.1.3 / 1.17.1.8 / 1.2.1.11 / 1.4.3.16 / 2.1.1.13 / 2.1.1.14 / 2.3.1.117 / 2.3.1.46 / 2.4.2.19 / 2.5.1.48 / 2.5.1.6 / 2.5.1.72 / 2.6.1.11 / 2.6.1.17 / 2.6.1.52 / 2.7.1.39 / 2.7.2.4 / 2.7.7.18 / 4.1.1.20 / 4.2.3.1 / 4.3.3.7 / 5.1.1.7 / 6.3.1.5	88.46%
Mycobacterium tuberculosis H37Rv	MAGs	1.1.1.3 / 1.17.1.8 / 1.2.1.11 / 1.4.3.16 / 2.1.1.13 / 2.1.1.14 / 2.3.1.117 / 2.4.2.19 / 2.5.1.48 / 2.5.1.6 / 2.5.1.72 / 2.6.1.1 / 2.6.1.11 / 2.6.1.17 / 2.6.1.52 / 2.7.1.39 / 2.7.2.4 / 2.7.7.18 / 3.5.1.18 / 4.1.1.20 / 4.2.3.1 / 4.3.3.7 / 5.1.1.7	88.46%
Corynebacterium glutamicum ATCC 13032	MAGs	1.1.1.3 / 1.17.1.8 / 1.2.1.11 / 2.1.1.13 / 2.1.1.14 / 2.3.1.117 / 2.4.2.19 / 2.5.1.48 / 2.5.1.6 / 2.5.1.72 / 2.6.1.1 / 2.6.1.11 / 2.6.1.17 / 2.6.1.52 / 2.7.1.39 / 2.7.2.4 / 2.7.7.18 / 3.5.1.18 / 4.1.1.20 / 4.2.3.1 / 4.3.3.7 / 5.1.1.7 / 6.3.1.5	88.46%
Pseudomonas putida KT2440	MAGs	1.1.1.3 / 1.17.1.8 / 1.2.1.11 / 1.4.3.16 / 2.1.1.13 / 2.3.1.117 / 2.3.1.46 / 2.4.2.19 / 2.5.1.6 / 2.5.1.72 / 2.6.1.1 / 2.6.1.11 / 2.6.1.17 / 2.6.1.52 / 2.7.1.39 / 2.7.2.4 / 2.7.7.18 / 3.5.1.18 / 4.1.1.20 / 4.2.3.1 / 4.3.3.7 / 5.1.1.7 / 6.3.1.5	88.46%
Vibrio vulnificus CMCP6	MAGs	1.17.1.8 / 1.2.1.11 / 1.4.3.16 / 2.1.1.13 / 2.1.1.14 / 2.3.1.117 / 2.3.1.46 / 2.4.2.19 / 2.5.1.48 / 2.5.1.6 / 2.5.1.72 / 2.6.1.1 / 2.6.1.11 / 2.6.1.52 / 2.7.1.39 / 2.7.2.4 / 2.7.7.18 / 3.5.1.18 / 4.1.1.20 / 4.2.3.1 / 4.3.3.7 / 5.1.1.7 / 6.3.1.5	88.46%
Neisseria meningitidis MC58	MAGs	1.1.1.3 / 1.17.1.8 / 1.2.1.11 / 1.4.3.16 / 2.1.1.13 / 2.1.1.14 / 2.3.1.117 / 2.3.1.46 / 2.4.2.19 / 2.5.1.48 / 2.5.1.6 / 2.5.1.72 / 2.6.1.1 / 2.6.1.11 / 2.6.1.52 / 2.7.1.39 / 2.7.2.4 / 2.7.7.18 / 3.5.1.18 / 4.1.1.20 / 4.2.3.1 / 4.3.3.7 / 5.1.1.7	88.46%
Rhodococcus erythropolis PR4	MAGs	1.1.1.3 / 1.17.1.8 / 1.2.1.11 / 1.4.3.16 / 2.1.1.13 / 2.1.1.14 / 2.3.1.117 / 2.4.2.19 / 2.5.1.48 / 2.5.1.6 / 2.6.1.1 / 2.6.1.11 / 2.6.1.17 / 2.6.1.52 / 2.7.1.39 / 2.7.2.4 / 2.7.7.18 / 3.5.1.18 / 4.1.1.20 / 4.2.3.1 / 4.3.3.7 / 5.1.1.7 / 6.3.1.5	88.46%
Rhodococcus opacus B4	MAGs	1.1.1.3 / 1.17.1.8 / 1.2.1.11 / 1.4.3.16 / 2.1.1.13 / 2.1.1.14 / 2.3.1.117 / 2.4.2.19 / 2.5.1.48 / 2.5.1.6 / 2.6.1.1 / 2.6.1.11 / 2.6.1.17 / 2.6.1.52 / 2.7.1.39 / 2.7.2.4 / 2.7.7.18 / 3.5.1.18 / 4.1.1.20 / 4.2.3.1 / 4.3.3.7 / 5.1.1.7 / 6.3.1.5	88.46%
Paraburkholderia graminis	bacteria	1.1.1.3 / 1.17.1.8 / 1.2.1.11 / 1.4.3.16 / 1.5.99.- / 2.1.1.13 / 2.3.1.117 / 2.3.1.46 / 2.4.2.19 / 2.5.1.6 / 2.5.1.72 / 2.6.1.11 / 2.6.1.17 / 2.6.1.52 / 2.7.1.39 / 2.7.2.4 / 2.7.7.18 / 3.5.1.18 / 4.1.1.20 / 4.2.3.1 / 4.3.3.7 / 5.1.1.7 / 6.3.1.5	88.46%
Streptomyces halstedii	bacteria	1.1.1.3 / 1.17.1.8 / 1.2.1.11 / 1.4.3.16 / 2.1.1.13 / 2.1.1.14 / 2.3.1.117 / 2.3.1.46 / 2.4.2.19 / 2.5.1.48 / 2.5.1.6 / 2.5.1.72 / 2.6.1.11 / 2.6.1.17 / 2.6.1.52 / 2.7.1.39 / 2.7.2.4 / 2.7.7.18 / 3.5.1.18 / 4.1.1.20 / 4.2.3.1 / 4.3.3.7 / 5.1.1.7	88.46%

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