- Szerkezet
- jellemzők
- Funkció
- Pentóz-foszfát út
- Calvin ciklus
- Az esszenciális és aromás aminosavak bioszintézisének útjai
- Irodalom
Az eritróz egy monoszacharid, rendelkező négy szénatomot tartalmaz, azzal a tapasztalati képlete C 4 H 8 O 4. Két négyszéncukor (tetróz) származik, amelyek a glicerraldehidből származnak: eritrózból és treózból, mindkettő polihidroxi-aldehidek (aldózok). Az eritrulóz az egyetlen tetróz, amely polihidroxi-keton (ketózis). Dihidroxi-acetonból származik.
A három tetróz közül (eritróz, treóz, eritrózis) a leggyakoribb az eritróz, amely metabolikus útvonalakban található meg, mint például a pentóz-foszfát út, a Calvin-ciklus vagy az esszenciális és aromás aminosavak bioszintézis útjai.
Forrás: Ed (Edgar181)
Szerkezet
Az eritróz első (C-1) szénatomja egy aldehidcsoport (-CHO) karbonil-szénatomja. A 2. és 3. szénatom (C-2 és C-3) két hidroxi-metilén-csoport (-CHOH), amelyek szekunder alkoholok. Szénatom 4 (C-4) egy primer alkohol (-CH 2 OH).
A D-konfigurációjú cukrok, mint például az eritróz, sokkal elõbb, mint az L-konfigurációjú cukrok. Az eritróznak két királis szénatomja van a C-2 és a C-3, amelyek aszimmetrikus központok.
Az eritróz Fisher-vetítésében az aldehid karbonilcsoportjától legtávolabbi aszimmetrikus szén D-glicerraldehid konfigurációval rendelkezik. Ezért a C-3 hidroxilcsoportját (-OH) a jobb oldalon mutatjuk be.
A D-eritróz a C-2 aszimmetrikus szén körüli konfigurációtól különbözik a D-treztól: Fisher-diagramban a D-eritróz hidroxilcsoportja (-OH) a jobb oldalon található. Éppen ellenkezőleg, a D-treosa bal oldalán van.
Ha a hidroxi-metilén-csoportot hozzáadjuk a D-eritrózhoz, új királis központot hoz létre. Két D-konfigurációjú öt széncukor (pentóz) képződik, nevezetesen: D-ribóz és D-arabinóz, amelyek különböznek a C-2 konfigurációban.
jellemzők
A sejtekben az eritróz eritróz-4-foszfát formájában van, és más foszforilezett cukrokból állítják elő. A cukrok foszforilációjának célja az, hogy növelje hidrolízis energiapotenciálját (vagy Gibbs energiaváltozását, ΔG).
A kémiai funkciót, amely foszforileződik a cukrok a primer alkohol (-CH 2 OH). Az eritróz-4-foszfát szénatomjai glükózból származnak.
A glikolízis (vagy a glükózmolekula energiabontása) során a C-6 primer hidroxilcsoportját a glükózban foszforilálják egy foszfátcsoport átvitelével az adenozin-trifoszfátból (ATP). Ezt a reakciót a hexokináz enzim katalizálja.
Másrészről, a rövid cukrok, például a D-eritróz kémiai szintézisére a 4,6-0-etilidén-O-glükóz-perjodát oxidációjával kerül sor, amelyet az acetálgyűrű hidrolízise követ.
Alternatív megoldásként, bár ez nem végezhető el vizes oldatban, használható tetraacetát, amely lebontja az a-diolokat, és szintén sztereospecifikusabb, mint a perjodát-ion. Az O-glükóz ecetsav jelenlétében oxidálódik, és így 2,3-di-O-formil-D-eritrolt képez, amelynek hidrolízise során D-eritróz képződik.
Az eritróz kivételével a monoszacharidok ciklikus formában vannak, amikor kristályosodnak vagy oldatban vannak.
Funkció
Az eritroóz-4-foszfát fontos szerepet játszik a következő anyagcsere útvonalakban: pentóz-foszfát út, Calvin-ciklus, valamint az esszenciális és aromás aminosavak bioszintézis útjai. Az eritróz-4-foszfát szerepét ezekben az útvonalakban az alábbiakban ismertetjük.
Pentóz-foszfát út
A pentóz-foszfát út célja NADPH, amely a sejtek redukáló ereje, és ribóz-5-foszfát előállítása, amely a nukleinsavak oxidatív reakciók során történő bioszintéziséhez szükséges. Ezen út kiindulási metabolitja a glükóz-6-foszfát.
A felesleges ribóz-5-foszfát glikolitikus közbenső termékekké alakul. Ehhez két megfordítható lépés szükséges: 1) izomerizációs és epimerizációs reakciók; 2) a reakciók lebontása és CC-kötések képződése, amelyek a pentózokat, xilulóz-5-foszfátot és ribóz-5-foszfátot fruktóz-6-foszfáttá (F6P) és gliceráldehid-3-foszfáttá (GAP) alakítják.
A második lépést transzaldalázok és transzketolazok hajtják végre. Transzaldolázt katalizálja a három szénatom (C 3 egység) a szedoheptulóz 7-foszfát GAP, termelő eritróz 4-foszfát (E4P).
Transzketoláz katalizálja a két szénatom (C 2 egység) a xilulóz 5-foszfátot a E4P és formák GAP és F6P.
Calvin ciklus
A fotoszintézis során a fény biztosítja az ATP és NADPH bioszintéziséhez szükséges energiát. A szénkötési reakciók során ATP-t és NADPH-t használnak a szén-dioxid (CO 2) csökkentésére és trióz-foszfát képzésére a Calvin-cikluson keresztül. Ezután a kalvin-ciklusban képződött triózakat szacharózra és keményítővé alakítják.
A kalvin-ciklust a következő három szakaszra osztjuk: 1) a CO 2 rögzítése 3-foszfo-glicerátban; 2) a 3-foszfo-glicerát transzformációja GAP-ként; és 3) a ribulóz-1,5-biszfoszfát regenerálása trióz-foszfátból.
A kalvin-ciklus harmadik szakaszában E4P alakul ki. A transzketoláz tartalmazó tiamin-pirofoszfát (TPP), és előírja Mg +2, katalizálja az átadás egy C 2 egységet a F6P a GAP, és alkotó xilulóz pentóz-5-foszfát (Xu5P) és E4P tetróz.
Az aldoláz az aldolkondenzációval kombinálja a Xu5P-t és az E4P-t, hogy heptóz-sedoheptulóz-1,7-biszfoszfátot képezzen. Ezután kövesse két enzimatikus reakciót, amelyek végül triózt és pentózist eredményeznek.
Az esszenciális és aromás aminosavak bioszintézisének útjai
Az eritroóz-4-foszfát és a foszfoenolpiruvát a metabolikus prekurzorok a triptofán, a fenilalanin és a tirozin bioszintéziséhez. A növényekben és a baktériumokban először a korizát bioszintézisre kerül sor, amely köztitermék az aromás aminosavak bioszintézisében.
A chorismate-bioszintézis hét reakcióban megy végbe, amelyeket mind enzimek katalizálnak. Például, a 6. lépést katalizálja az enzim 5-sikimát-3-foszfát, amely kompetitíven gátolja a glifozát (- COO-CH 2 -NH-CH 2 -PO 3 -2). Ez utóbbi a Bayer-Monsanto ellentmondásos RoundUp herbicid hatóanyaga.
A korizamát a triptofán bioszintézisének előfutára egy metabolikus úton, amely hat enzim-katalizált lépést foglal magában. Egy másik úton a chorizmate szolgál tirozin és fenilalanin bioszintéziséhez.
Irodalom
- Belitz, HD, Grosch, W., Schieberle, P. 2009. Food Chemistry, Springer, New York.
- Collins, PM 1995. Monoszacharidok. Kémia és szerepe a természetes termékekben. John Wiley és fiai. Chichester.
- Miesfeld, RL, McEvoy, MM 2017. Biokémia. WW Norton, New York.
- Nelson, DL, Cox, MM 2017. Lehninger biokémiai elvek. WH Freeman, New York.
- Voet, D., Voet, JG, Pratt, CW, 2008. A biokémia alapjai: élet molekuláris szinten. Wiley, Hoboken.