Steuerung der Enzymaktivität durch negative Rückkopplung

Vorbemerkungen:

Tierisches Eiweiß ist reich an Lysin, pflanzliches Eiweiß enthält nur geringe Mengen. Setzt man Pflanzenfutter von geringer biologischer Wertigkeit Lysin zu, so erhält man hochwertiges Futter. Für diesen Zweck wird Lysin biotechnisch hergestellt.

Brevibacterium flavum stellt die Aminosäuren Lysin, Threonin und Methionin nach dem abgebildeten Stoffwechselweg her. Zwei der beteiligten Enzyme sind angegeben ( Kreise ). Aspartatkinase wird durch Lysin und Threonin gehemmt.

Es gibt eine Doppelmutante, die keine funktionsfähige Homoserin-Dehydrogenase bilden kann und bei der die Aspartatkinase so verändert ist, dass sie noch aktiv ist, durch Lysin aber nicht mehr gehemmt wird.

Quelle : Folienserie des Fonds der Chemischen Industrie, Biotechnologie / Gentechnik, Textheft, Frankfurt 1996

Aufgaben

Erläutern Sie die Funktionsweise der negativen Rückkopplung beim Wildtyp. Warum
kann man mit Hilfe des Wildtyps biotechnologisch kein Lysin produzieren ?
Skizzieren Sie ein Modell der Aspartatkinase mit allen Passstellen und den dazugehörigen
Molekülen und erläutern Sie, welche Vorgänge bei der jeweiligen Anlagerung ablaufen.
Warum kann man mit Hilfe der Doppelmutante Lysin in großen Mengen produzieren ?
Warum überlebt die Doppelmutante in der Natur nicht ?