TRIOSE: ĶERMEŅA ĪPAŠĪBAS UN FUNKCIJAS - BIOLOĢIJA - 2025

Triose ir monosaharīdi trīs oglekļa kura ķīmiskā formula ir empīriski C ₃ H ₆ O ₆ . Ir divas triozes: glicerraldehīds (aldoze) un dihidroksiacetons (ketoze). Triozes ir svarīgas metabolismā, jo tās savieno trīs metabolisma ceļus: glikolīzi, glikoneoģenēzi un pentozes fosfāta ceļu.

Fotosintēzes laikā Kalvina cikls ir triožu avots, kas kalpo fruktozes-6-fosfāta biosintēzei. Šis cukurs fosforilētā veidā ar fermentatīvi katalizētiem posmiem tiek pārveidots rezerves vai strukturālos polisaharīdos.

Avots: Wesalius

Triozes piedalās lipīdu biosintēzē, kas ir šūnu membrānu un adipocītu daļa.

raksturojums

Aldozes glicerraldehīdam ir hirāls oglekļa atoms, un tāpēc tam ir divi enantiomēri, L-glicerraldehīds un D-glicerraldehīds. Gan D, gan L enantiomēriem ir atšķirīgas ķīmiskās un fizikālās īpašības.

D-glicerraldehīds pagriež polarizētās gaismas plakni pa labi (+), un tās rotācija D 25 ° C temperatūrā ir + 8,7 °, bet L-glicerraldehīds pagriež polarizētās gaismas plakni pa kreisi (-). ), un tā rotācija D 25 ° C temperatūrā ir -8,7 °.

Glicerialdehīdā esošais hirālais ogleklis ir ogleklis 2 (C-2), kas ir sekundārais spirts. Fišera projekcija attēlo D-glicerraldehīda hidroksilgrupu (-OH) labajā pusē un L-glicerraldehīda OH-grupu kreisajā pusē.

Dihidroksiacetonā trūkst hirālo oglekļa, un tam nav enantiomēru formu. Hidroksimetilēna grupas (-CHOH) pievienošana glicerraldehīdam vai dihidroksiacetonam ļauj izveidot jaunu hirālo centru. Līdz ar to cukurs ir tetroze, jo tajā ir četri oglekļi.

-CHOH grupas pievienošana tetrozei rada jaunu hirālo centru. Izveidotais cukurs ir pentoze. Jūs varat turpināt pievienot -CHOH grupas, līdz sasniedzat maksimāli desmit oglekļa atomus.

Funkcijas ķermenī

Triozes kā starpprodukti glikolīzē, glikoneoģenēzē un pentozes fosfāta ceļā

Glikolīze sastāv no glikozes molekulas sadalīšanās divās piruvāta molekulās, lai iegūtu enerģiju. Šis ceļš ietver divus posmus: 1) sagatavošanās posms jeb enerģijas patēriņš; 2) enerģijas ražošanas fāze. Pirmais ir tas, kas ražo triose.

Pirmajā fāzē tiek palielināts glikozes brīvās enerģijas saturs, veidojoties fosfoestriem. Šajā fāzē adenozīna trifosfāts (ATP) ir fosfāta donors. Šī fāze beidzas ar fosfoestera fruktozes 1,6-bisfosfāta (F1,6BP) pārvēršanu divos triozes fosfātos, glicerraldehīda 3-fosfātā (GA3P) un dihidroksiacetonfosfātā (DHAP).

Glikoneoģenēze ir glikozes biosintēze no piruvāta un citiem starpproduktiem. Tajā tiek izmantoti visi glikolīzes fermenti, kas katalizē reakcijas, kuru bioķīmiskais standarts Gibsa enerģijas izmaiņas ir līdzsvarā (ΔGº '~ 0). Sakarā ar to glikolīzei un glikoneoģenēzei ir kopīgi starpnieki, ieskaitot GA3P un DHAP.

Pentozes fosfāta ceļš sastāv no diviem posmiem: oksidatīvās fāzes glikozes-6-fosfātam un vēl viena - NADPH un ribozes-5-fosfāta veidošanai. Otrajā fāzē ribozes 5-fosfāts tiek pārveidots par glikolīzes starpproduktiem F1,6BP un ​​GA3P.

Triozes un Kalvina cikls

Fotosintēze ir sadalīta divos posmos. Pirmajā notiek no gaismas atkarīgas reakcijas, kas rada NADPH un ATP. Šīs vielas tiek izmantotas otrajā, kurā notiek oglekļa dioksīda fiksācija un heksožu veidošanās no triozēm pa ceļu, kas pazīstams kā Kalvina cikls.

Kalvina ciklā ferments ribuloze 1,5-bisfosfāta karboksilāze / oksigenāze (rubisco) katalizē CO ₂ kovalento saistību ar pentozes ribulozes 1,5-bifosfātu un sadala nestabilo sešu oglekļu starpproduktu divās molekulās. trīs oglekļa atomi: 3-fosfoglicerāts.

Izmantojot fermentatīvas reakcijas, kas ietver fosforilēšanu un 3-fosfoglicerāta reducēšanu, izmantojot ATP un NADP, tiek iegūts GA3P. Šis metabolīts tiek pārveidots par fruktozes 1,6-bisfosfātu (F1,6BP), izmantojot metabolisma ceļu, kas līdzīgs glikoneoģenēzei.

Fosfatāzes ietekmē F1,6BP tiek pārveidots par fruktozes-6-fosfātu. Tad fosfoheksozes izomerāze iegūst glikozes 6-fosfātu (Glc6P). Visbeidzot, epimerāze pārvērš Glc6P par glikozes 1-fosfātu, ko izmanto cietes biosintēzē.

Bioloģisko membrānu un adipocītu triozes un lipīdi

GA3P un DHAP var veidot glicerīna fosfātu, kas ir nepieciešams metabolīts triacilglicerīnu un glicerolipīdu biosintēzei. Tas notiek tāpēc, ka abus triozes fosfātus var savstarpēji pārveidot, izmantojot reakciju, ko katalizē triozes fosfāta izomerāze, kas abas triozes uztur līdzsvarā.

Ferments glicerīna-fosfāta dehidrogenāze katalizē oksidācijas-reducēšanās reakciju, kurā NADH ziedo elektronu pāri DHAP, veidojot glicerīna 3-fosfātu un NAD ⁺ . L-glicerīna 3-fosfāts ir daļa no fosfolipīdu skeleta, kas ir bioloģisko membrānu strukturālā daļa.

Glicerīns ir prohiralāls, tam trūkst asimetrisku oglekļa, bet, kad viens no diviem primārajiem spirtiem veido fosfoesteri, to var pareizi saukt par L-glicerīna 3-fosfātu vai D-glicerīna 3-fosfātu.

Glicerofosfolipīdus sauc arī par fosfoglicerīdiem, tos nosaucot par fosfatidilskābes atvasinājumiem. Fosfoglicerīdi var veidot fosfoacilglicerīnus, veidojot estera saites ar divām taukskābēm. Šajā gadījumā iegūtais produkts ir 1,2-fosfodiacilglicerīns, kas ir svarīga membrānu sastāvdaļa.

Glicerofosfatāze katalizē glicerīna 3-fosfāta fosfātu grupas hidrolīzi, iegūstot glicerīnu un fosfātu. Glicerīns var kalpot par sākuma metabolītu triacilglicerīdu biosintēzē, kas ir izplatīti adipocītos.

Arhebaktēriju triozes un membrānas

Glicerīna 3-fosfāts, tāpat kā eubakterijas un eikarioti, veidojas no triozes fosfāta (GA3P un DHAP). Tomēr pastāv atšķirības: pirmais ir tas, ka glicerīna 3-fosfāts arhebaktēriju membrānās ir L konfigurācijas, savukārt eubakteriju un eikariotu membrānās tas ir D konfigurācijā.

Otra atšķirība ir tā, ka arhebaktēriju membrānas veido esteru saites ar divām garenām izoprenoīdu grupu ogļūdeņražu ķēdēm, savukārt eubakterijās un eikariotos glicerīns veido esteru saites (1,2-diacilglicerīns) ar divām taukskābju ogļūdeņražu ķēdēm.

Trešā atšķirība ir tā, ka arhebaktēriju membrānās fosfātu grupas un glicerīna 3-fosfāta aizvietotāji atšķiras no eubakteriju un eikariotu aizvietotājiem. Piemēram, fosfātu grupa ir pievienota disaharīdam α-glikopiranozil- (1®2) - β-galaktofuranozei.

Atsauces

1. Cui, SW 2005. Pārtikas ogļhidrāti: ķīmija, fizikālās īpašības un pielietojums. CRC Press, Boca Raton.
2. de Cock, P., Mäkinen, K, Honkala, E., Saag, M., Kennepohl, E., Eapen, A. 2016. Eritritols ir efektīvāks par ksilītu un sorbītu, pārvaldot mutes dobuma veselības parametrus. Starptautiskais zobārstniecības žurnāls.
3. Nelsons, DL, Cox, MM 2017. Lehingera bioķīmijas principi. WH Freeman, Ņujorka.
4. Sinnott, ML 2007. Ogļhidrātu ķīmija un bioķīmijas uzbūve un mehānisms. Kembridžas Karaliskā ķīmijas biedrība.
5. Stick, RV, Williams, SJ 2009. Ogļhidrāti: dzīvības būtiskās molekulas. Elsevier, Amsterdama.
6. Voet, D., Voet, JG, Pratt, CW 2008. Bioķīmijas pamati - dzīve molekulārā līmenī. Vileijs, Hobokens.