Riboze ir pieci - oglekļa cukurs, kas ir klāt ribonucleosides, ribonucleotides un tā atvasinājumi. To var atrast citos nosaukumos, piemēram, β-D-ribofuranoze, D-riboze un L-riboze.
Nukleotīdi ir ribonukleīnskābes (RNS) mugurkaula sastāvdaļa. Katru nukleotīdu veido bāze, kas var būt adenīns, guanīns, citozīns vai uracils, fosfātu grupa un cukurs, riboze.
Fišera projekcija D- un L-Ribose (Avots: NEUROtiker caur Wikimedia Commons)
Šis cukurs ir īpaši izplatīts muskuļu audos, kur tas ir saistīts ar ribonukleotīdiem, īpaši ar adenozīna trifosfātu vai ATP, kas ir svarīgi muskuļu funkcionēšanai.
D-ribozi 1891. gadā atklāja Emīls Fišers, un kopš tā laika liela uzmanība tiek pievērsta tās fizikāli ķīmiskajām īpašībām un nozīmei šūnu metabolismā, tas ir, kā ribonukleīnskābes, ATP un dažādu skeleta sastāvdaļai. koenzīmi.
Sākumā to ieguva tikai no rauga RNS hidrolīzes, līdz piecdesmitajos gados to izdevās sintezēt no D-glikozes vairāk vai mazāk pieejamos daudzumos, ļaujot to ražot rūpnieciski.
raksturojums
Ribose ir aldopetoze, ko parasti ekstrahē kā tīru ķīmisku savienojumu D-ribozes formā. Tā ir ūdenī šķīstoša organiska viela ar baltu un kristālisku izskatu. Būdams ogļhidrātam, ribozei ir polāras un hidrofīlas īpašības.
Ribose atbilst kopīgajiem ogļhidrātu noteikumiem: tajā ir vienāds oglekļa un skābekļa atomu skaits un divreiz lielāks skaits ūdeņraža atomos.
Caur oglekļa atomiem 3. vai 5. pozīcijā šis cukurs var saistīties ar fosfātu grupu, un, ja tas saistās ar vienu no RNS slāpekļa bāzēm, veidojas nukleotīds.
Visbiežākais veids, kā atrast ribozi dabā, ir D-riboze un 2-deoksi-D-riboze, tie ir nukleotīdu un nukleīnskābju komponenti. D-riboze ir ribonukleīnskābes (RNS) un dezoksiribonukleīnskābes (DNS) 2-deoksi-D-ribozes daļa.
Strukturālās atšķirības starp Ribose un Dezoksiribozi (Avots: Genomikas izglītības programma, izmantojot Wikimedia Commons)
Nukleotīdos abi pentozes veidi ir β-furanozes formā (slēgts piecstūrveida gredzens).
Šķīdumā brīvā riboze ir līdzsvarā starp aldehīda (atvērtās ķēdes) formu un ciklisko β-furanozes formu. Tomēr RNS satur tikai ciklisko formu β-D-ribofuranozi. Bioloģiski aktīvā forma parasti ir D-riboze.
Uzbūve
Ribose ir cukurs, kas iegūts no glikozes, kas pieder aldopentosis grupai. Tā molekulārā formula ir C5H10O5, un tā molekulmasa ir 150,13 g / mol. Tā kā tas ir monosaharīdu cukurs, tā hidrolīze atdala molekulu tās funkcionālajās grupās.
Tam, kā norāda formula, ir pieci oglekļa atomi, kas cikliski atrodami kā piecu vai sešu locekļu gredzeni. Šim cukuram ir aldehīdu grupa pie 1. oglekļa un hidroksilgrupa (-OH) pie oglekļa atomiem no pentozes gredzena 2. līdz 5. pozīcijai.
Ribozes molekulu Fišera projekcijā var attēlot divos veidos: D-riboze vai L-riboze, L forma ir D formas stereoizomērs un enantiomērs, un otrādi.
D vai L formas klasifikācija ir atkarīga no pirmā oglekļa atoma hidroksilgrupu orientācijas pēc aldehīda grupas. Ja šī grupa ir orientēta uz labo pusi, tad Fišeru pārstāvošā molekula atbilst D-ribozei, pretējā gadījumā, ja tā ir vērsta uz kreiso pusi (L-riboze).
Ribozes Haworth projekciju var attēlot divās papildu struktūrās atkarībā no hidroksilgrupas orientācijas uz oglekļa atomu, kas ir anomērisks. Β stāvoklī hidroksilgrupa ir orientēta uz augšējo molekulas daļu, bet α stāvoklī hidroksilgrupa ir vērsta uz apakšējo.
Ribopiranozes un ribofuranozes Haworth projekcija (Avots: NEUROtiker caur Wikimedia Commons)
Tādējādi, pēc Hjūorta projekcijas, var būt četras iespējamās formas: β-D-riboze, α-D-riboze, β-L-riboze vai α-L-riboze.
Kad fosfātu grupas ir pievienotas ribozei, tās bieži sauc par α, β un Ƴ. Nukleozīdu trifosfāta hidrolīze nodrošina ķīmisko enerģiju, lai virzītu visdažādākās šūnu reakcijas.
Iespējas
Ir ierosināts, ka ribozes fosfāts, ribonukleotīdu sadalīšanās produkts, ir viens no galvenajiem furāna un tiofenolu prekursoriem, kas ir atbildīgi par gaļas raksturīgo smaku.
Šūnās
Ribozes ķīmiskais plastiskums liek molekulai iesaistīties lielākajā daļā bioķīmisko procesu šūnas iekšienē, piemēram, DNS translācijā, aminoskābju un nukleotīdu sintēzē utt.
Ribose pastāvīgi darbojas kā ķīmisks nesējs šūnas iekšienē, jo nukleotīdos var būt viena, divas vai trīs fosfātu grupas, kas kovalenti savienotas viena ar otru ar bezūdens saitēm. Tie ir attiecīgi zināmi kā nukleozīdi mono-, di- un trifosfāti.
Saikne starp ribozi un fosfātu ir estera tipa, šīs saites hidrolīze standarta apstākļos atbrīvo apmēram 14 kJ / mol, savukārt katras anhidrīda saites izdalās aptuveni 30 kJ / mol.
Piemēram, ribosomās ribozes 2′-hidroksilgrupa var veidot ūdeņraža saiti ar dažādām aminoskābēm, saiti, kas ļauj olbaltumvielu sintēzi no tRNS visiem zināmajiem dzīvajiem organismiem.
Lielākās daļas čūsku inde satur fosfodiesterāzi, kas hidrolizē nukleotīdus no 3 ′ gala, kuriem ir brīva hidroksilgrupa, sašķeļot saites starp ribozes vai dezoksiribozes 3 ′ hidroksilgrupu.
Medicīnā
Ārstniecības apstākļos to izmanto, lai uzlabotu sniegumu un fizisko vingrumu, palielinot muskuļu enerģiju. Ar šo saharīdu ārstē arī hroniska noguruma sindromu, kā arī fibromialģiju un noteiktas koronāro artēriju slimības.
Profilaktiski to lieto, lai novērstu muskuļu nogurumu, krampjus, sāpes un stīvumu pēc fiziskās slodzes pacientiem ar iedzimtu mioadenylate deaminase deficīta vai AMP deaminase deficīta traucējumiem.
Atsauces
- Alberts, B., Džonsons, A., Lūiss, J., Morgans, D., Rafs, M., Roberts, K., & Valters, P. (2015). Šūnas molekulārā bioloģija (6. izdevums). Ņujorka: Garland Science.
- Angyal, S. (1969). Cukuru sastāvs un uzbūve. Angewandte Chemie - Starptautiskais izdevums, 8. (3), 157. – 166.
- Foloppe, N., & Mackerell, AD (1998). Nukleīnskābju dezoksiribozes un ribozes daļu konformācijas īpašības: Kvantu mehāniskais pētījums, 5647 (98), 6669–6678.
- Garrett, R., & Grisham, C. (2010). Bioķīmija (4. izdevums). Bostona, ASV: Brooks / Cole. CENGAGE mācīšanās.
- Guttmans, B. (2001). Nukleotīdi un nukleozīdi. Academic Press, 1360–1361.
- Mathews, C., van Holde, K., & Ahern, K. (2000). Bioķīmija (3. izd.). Sanfrancisko, Kalifornija: Pīrsons.
- Mottram, DS (1998). Garšas veidošanās gaļā un gaļas izstrādājumos: pārskats. Pārtikas ķīmija, 62 (4), 415–424.
- Nečamkins, H. (1958). Daži interesanti ķīmiskās terminoloģijas etimoloģiski atvasinājumi. Ķīmiskā terminoloģija, 1. – 12.
- Nelsons, DL, & Cox, MM (2009). Lehingera bioķīmijas principi. Omega izdevumi (5. izdevums). https://doi.org/10.1007/s13398-014-0173-7.2
- Šapiro, R. (1988). Prebiotiskās Ribose sintēze: kritiska analīze. Dzīves pirmsākumi un biosfēras evolūcija, 18., 71. – 85.
- Merck indekss tiešsaistē. (2018). Saņemts no www.rsc.org/Merck-Index/monograph/m9598/dribose?q=unauthorize
- Waris, S., Pischetsrieder, M., & Saleemuddin, M. (2010). DNS bojājumi, ko izraisa riboze: Inhibēšana augstā ribozes koncentrācijā. Indijas žurnāls par bioķīmiju un biofiziku, 47, 148-156.
- WebMD. (2018). Saņemts 2019. gada 11. aprīlī no vietnes www.webmd.com/vitamins/ai/ingredientmono-827/ribose
- Vulfs, P., un Vandamme, E. (1997). D-Ribose mikrobu sintēze: metabolisma deregulācijas un fermentācijas process. Jaunumi lietišķajā mikrobioloģijā, 4, 167–214.
- Xu, Z., Sha, Y., Liu, C., Li, S., Liang, J., Zhou, J., & Xu, H. (2016). L-Ribozes izomerāze un mannozes-6-fosfāta izomerāze: īpašības un pielietojums L -ribozes ražošanā. Lietišķā mikrobioloģija un biotehnoloģija, 1. – 9.