- Uzbūve
- raksturojums
- Funkcija
- Pentozes fosfāta ceļš
- Kalvina cikls
- Nepieciešamo un aromātisko aminoskābju biosintēzes ceļi
- Atsauces
Erythrose ir monosaharīds, kam četri oglekļa atomi, ar ar empīrisko formulu C 4 H 8 O 4 . Ir divi četru oglekļa cukuri (tetrozes), kas iegūti no glicerraldehīda: eritroze un treze, abi ir polihidroksi-aldehīdi (aldozes). Eritroze ir vienīgā tetroze, kas ir polihidroksikketons (ketoze). To iegūst no dihidroksiacetona.
No trim tetrozēm (eritroze, treoze, eritroze) visizplatītākā ir eritroze, kas atrodama metabolisma ceļos, piemēram, pentozes fosfāta ceļā, Kalvina ciklā vai neaizvietojamo un aromātisko aminoskābju biosintēzes ceļos.
Avots: Eds (Edgar181)
Uzbūve
Eritrozes pirmais oglekļa atoms (C-1) ir aldehīdu grupas (-CHO) karbonilgrupa. Oglekļa atomi 2 un 3 (C-2 un C-3) ir divas hidroksimetilēna grupas (-CHOH), kas ir sekundārie spirti. Carbon atoms 4 (C-4) ir pirmējais spirts (CH 2 OH).
Cukurs ar D konfigurāciju, piemēram, eritroze, ir daudz bagātīgāks nekā cukurs ar L konfigurāciju.
Eritrozes Fišera projekcijā asimetriskajam ogleklim, kas atrodas vistālāk no aldehīda karbonilgrupas, ir D-glicerraldehīda konfigurācija. Tāpēc C-3 hidroksilgrupa (-OH) ir attēlota labajā pusē.
D-eritroze atšķiras no D-treozes pēc konfigurācijas ap asimetrisko oglekli C-2: Fišera paraugā D-eritrozes hidroksilgrupa (-OH) atrodas labajā pusē. Gluži pretēji, D-treosa tas atrodas kreisajā pusē.
Hidroksimetilēna grupas pievienošana D-eritrozei rada jaunu hirālo centru. Izveidojas divi piecu oglekļa cukuri (pentozes) ar D konfigurāciju, proti: D-riboze un D-arabinoze, kas atšķiras pēc C-2 konfigurācijas.
raksturojums
Šūnās eritroze ir eritrozes 4-fosfāta formā un tiek ražota no citiem fosforilētiem cukuriem. Cukuru fosforilēšanas funkcija ir palielināt to hidrolīzes enerģijas potenciālu (vai Gibsa enerģijas izmaiņas, ΔG).
Ķīmiskais funkcija ka fosforilējas in cukuru ir pirmējais spirts (CH 2 OH). Eritrozes 4-fosfāta oglekļi nāk no glikozes.
Glikolīzes (vai glikozes molekulas enerģijas sadalīšanas laikā) laikā primārā C-6 hidroksilgrupa tiek fosforilēta, pārnesot fosfātu grupu no adenozīna trifosfāta (ATP). Šo reakciju katalizē enzīms heksokināze.
No otras puses, īsu cukuru, piemēram, D-eritrozes, ķīmiskā sintēze notiek, oksidējot 4,6-0-etilidēna-O-glikozes periodu, kam seko acetāla gredzena hidrolīze.
Alternatīvi, kaut arī to nevar veikt ūdens šķīdumā, var izmantot tetraacetātu, kas sadala a-diolus un ir arī vairāk stereospecifisks nekā periodata jons. O-glikoze tiek oksidēta etiķskābes klātbūtnē, veidojot 2,3-di-O-formil-D-eritrozi, kuras hidrolīze rada D-eritrozi.
Izņemot eritrozi, monosaharīdi ir cikliskā formā, kad tie ir kristalizēti vai šķīdumā.
Funkcija
Eritrozes 4-fosfātam ir nozīmīga loma šādos metabolisma ceļos: pentozes fosfāta ceļā, Kalvina ciklā un neaizvietojamo un aromātisko aminoskābju biosintēzes ceļos. Eritrozes 4-fosfāta loma katrā no šiem ceļiem ir aprakstīta zemāk.
Pentozes fosfāta ceļš
Pentozes fosfātu ceļa mērķis ir ražot NADPH, kas ir šūnu reducējošā jauda, un ribozes 5-fosfātu, kas nepieciešams nukleīnskābju biosintēzei, izmantojot oksidatīvas reakcijas. Sākotnējais šī ceļa metabolīts ir glikozes 6-fosfāts.
Pārmērīgs ribozes 5-fosfāta daudzums tiek pārveidots par glikolītiskiem starpproduktiem. Šim nolūkam nepieciešami divi atgriezeniski posmi: 1) izomerizācijas un epimerizācijas reakcijas; 2) CC saišu sagriešanas un veidošanās reakcijas, kas pentozi, ksilulozes 5-fosfātu un ribozes 5-fosfātu pārveido fruktozes 6-fosfātā (F6P) un glicerraldehīda 3-fosfātā (GAP).
Otro soli veic transaldolases un transketolazes. Transaldolāze katalizē trīs oglekļa atomu (C 3 vienības ) pārnešanu no sedoheptulozes 7-fosfāta uz GAP, iegūstot eritrozes 4-fosfātu (E4P).
Transketolāze katalizē divu oglekļa atomu (C 2 vienības ) pārnešanu no ksilulozes 5-fosfāta uz E4P un veido GAP un F6P.
Kalvina cikls
Fotosintēzes laikā gaisma nodrošina enerģiju, kas nepieciešama ATP un NADPH biosintēzei. Oglekļa fiksācijas reakcijās izmanto ATP un NADPH, lai samazinātu oglekļa dioksīdu (CO 2 ) un caur Kalvina ciklu veidotu triozes fosfātu. Pēc tam Kalno ciklā izveidotās triozes tiek pārveidotas par saharozi un cieti.
Kalvina cikls ir sadalīts šādos trīs posmos: 1) CO 2 fiksācija 3-fosfoglicerātā; 2) 3-fosfoglicerāta pārveidošana GAP; 3) ribulozes 1,5-bifosfāta reģenerācija no triose fosfāta.
Kalvina cikla trešajā posmā veidojas E4P. Transketolāze, kas satur tiamīna pirofosfātu (TPP) un prasa Mg +2 , katalizējot C 2 vienības pārvietošanos no F6P uz GAP un veidojot pentozes ksilulozes 5-fosfātu (Xu5P) un tetrozi E4P.
Aldolāze, kondensējot aldolu, apvieno Xu5P un E4P, veidojot heptozes sedoheptulozes 1,7-bisfosfātu. Pēc tam sekojiet divām fermentatīvām reakcijām, kas beidzot rada triozes un pentozes.
Nepieciešamo un aromātisko aminoskābju biosintēzes ceļi
Eritrozes 4-fosfāts un fosfoenolpiruvāts ir metabolisma prekursori triptofāna, fenilalanīna un tirozīna biosintēzē. Augos un baktērijās vispirms notiek chorismate biosintēze, kas ir starpposms aromātisko aminoskābju biosintēzē.
Chorismate biosintēze notiek septiņās reakcijās, kuras visas katalizē fermenti. Piemēram, 6 solis katalizē ar fermentu 5-enolpiruvilshikimat-3-fosfāta šķīdumā, kas ir konkurējoši inhibē glifosāta ( - COO-CH 2 -NH-CH 2 -PO 3 -2 ). Pēdējais ir aktīvā viela Bayer-Monsanto pretrunīgi vērtētajā herbicīdā RoundUp.
Chorismāts ir triptofāna biosintēzes priekštecis, izmantojot metabolisma ceļu, kas ietver sešus enzīmu katalizētus posmus. Caur citu ceļu chorismāts kalpo tirozīna un fenilalanīna biosintēzei.
Atsauces
- Belitz, HD, Grosch, W., Schieberle, P. 2009. Pārtikas ķīmija, Springers, Ņujorka.
- Kolins, PM 1995. Monosaharīdi. Viņu ķīmija un loma dabiskos produktos. Džons Vilijs un dēli. Čičesters.
- Miesfeld, RL, McEvoy, MM 2017. Bioķīmija. WW Norton, Ņujorka.
- Nelsons, DL, Cox, MM 2017. Lehingera bioķīmijas principi. WH Freeman, Ņujorka.
- Voet, D., Voet, JG, Pratt, CW 2008. Bioķīmijas pamati: dzīve molekulārā līmenī. Vileijs, Hobokens.