A ribóz egy öt széntartalmú cukor, amely jelen van a ribonukleozidokban, ribonukleotidokban és származékaikban. Más néven is megtalálható, például β-D-ribofuranóz, D-ribóz és L-rióz.
A nukleotidok a ribonukleinsav (RNS) gerincének alkotóelemei. Mindegyik nukleotid bázisból áll, amely lehet adenin, guanin, citozin vagy uracil, foszfátcsoport és cukor, ribóz.
Fisher előrejelzése D- és L-Ribose-ra (Forrás: NEUROtiker a Wikimedia Commons segítségével)
Ez a fajta cukor különösen bőséges az izomszövetekben, ahol ribonukleotidokkal, különösen az adenozin-trifoszfáttal vagy ATP-vel társulnak, amelyek nélkülözhetetlenek az izomműködéshez.
A D-ribózt 1891-ben Fischer Emil fedezte fel, és azóta sok figyelmet szenteltek annak fizikai-kémiai tulajdonságaira és a sejtek metabolizmusában játszott szerepére, azaz a ribonukleinsav, az ATP és a különféle koenzimek.
Eleinte ezt csak az élesztő RNS hidrolízisével nyerték, amíg az 1950-es években a D-glükózból többé-kevésbé hozzáférhető mennyiségben szintetizálódott, lehetővé téve annak előállítását.
jellemzők
A ribóz egy aldopentóz, amelyet általában tiszta kémiai vegyületként, D-ribóz formájában extrahálnak. Ez egy vízben oldódó szerves anyag, fehér és kristályos megjelenéssel. Szénhidrátként a ribóznak poláris és hidrofil tulajdonságai vannak.
A Ribose megfelel a közös szénhidrátszabálynak: azonos számú szén- és oxigénatommal rendelkezik, és kétszer annyi a hidrogénatomokban.
A 3. vagy 5. helyzetben lévő szénatomokon keresztül ez a cukor kötődik egy foszfátcsoporthoz, és ha az RNS nitrogénatomjának egyikéhez kötődik, nukleotid képződik.
A ribóz természetbeni megtalálásának leggyakoribb módja a D-rióz és a 2-dezoxi-D-ribóz, ezek a nukleotidok és a nukleinsavak alkotóelemei. A D-ribóz a ribonukleinsav (RNS) és a dezoxi-ribonukleinsav (DNS) 2-dezoxi-D-ribóz része.
Strukturális különbségek a Ribose és a Dezoxyribose között (Forrás: Genomikai Oktatási Program a Wikimedia Commons segítségével)
A nukleotidoknál mindkét típusú pentóz β-furanóz formában van (zárt ötszögletű gyűrű).
Oldatban a szabad ribóz egyensúlyban van az aldehid (nyitott láncú) forma és a ciklikus β-furanóz forma között. Az RNS azonban csak a β-D-ribofuranóz ciklikus formáját tartalmazza. A biológiailag aktív forma általában D-ribóz.
Szerkezet
A ribóz egy glükózból származó cukor, amely az aldopentózisok csoportjába tartozik. Molekuláris képlete C5H10O5, és molekulatömege 150,13 g / mol. Mivel monoszacharid-cukor, hidrolízise révén a molekulát funkcionális csoportokra osztja.
A képlet szerint öt szénatomot tartalmaz, amelyek ciklikusan megtalálhatók az öt- vagy hattagú gyűrűk részeként. Ennek a cukornak az aldehidcsoportja az 1. szénatomon és egy hidroxilcsoport (-OH) a szénatomokon a pentózgyűrű 2. és 5. pozíciója között.
A ribóz-molekula a Fisher-vetítésben kétféle módon ábrázolható: D-ribóz vagy L-ribóz, az L-forma a sztereoizomer és a D-forma enantiomerje, és fordítva.
A D vagy L forma osztályozása az első szénatom hidroxilcsoportok orientációjától függ az aldehidcsoport után. Ha ez a csoport a jobb oldal felé orientálódik, akkor a Fisher-t képviselő molekula D-ribóznak felel meg, egyébként, ha a bal oldal felé (L-ribóz).
A riboz Haworth-vetítése két további szerkezetben is ábrázolható, attól függően, hogy a hidroxilcsoport az anomer szénatomon helyezkedik-e el. Β helyzetben a hidroxil a molekula felső része felé irányul, míg az α helyzet a hidroxil alját irányítja.
A ribopiranóz és a ribofuranose Haworth-vetítése (Forrás: NEUROtiker a Wikimedia Commons segítségével)
Így, a Haworth-előrejelzés szerint, négy lehetséges forma lehet: β-D-ribóz, α-D-ribóz, β-L-ribóz vagy α-L-ribóz.
Amikor a foszfátcsoportok kapcsolódnak a ribózhoz, akkor gyakran α, β és Ƴ-ra hivatkoznak. A nukleozid-trifoszfát hidrolízise biztosítja a kémiai energiát a különféle sejtes reakciók kiváltására.
Jellemzők
Javasolták, hogy a ribóz-foszfát, a ribonukleotidok bomlásának terméke, a furán és a tiofenolok egyik fő prekurzora, amelyek felelősek a hús jellegzetes illatáért.
A cellákban
A ribóz kémiai plaszticitása miatt a molekula részt vesz a sejtben zajló biokémiai folyamatok túlnyomó részében, például a DNS transzlációjában, az aminosavak és nukleotidok szintézisében stb.
A Ribose folyamatosan kémiai hordozóként működik a sejtben, mivel a nukleotidok egy, kettő vagy három foszfátcsoportot tartalmazhatnak, amelyek vízmentes kötésekkel kovalensen kapcsolódnak egymáshoz. Ezeket nukleozidokként mono-, di- és trifoszfátoknak nevezzük.
A ribóz és a foszfát közötti kötés észter típusú, ennek a kötésnek a hidrolízise megközelítőleg 14 kJ / mol szabadul fel normál körülmények között, míg az összes anhidrid kötés körülbelül 30 kJ / mol kibocsátást eredményez.
Például a riboszómákban a riboz 2'-hidroxilcsoport hidrogénkötést képezhet különféle aminosavakkal, olyan kötődést, amely lehetővé teszi a fehérje szintézist tRNS-ekből az összes ismert élő szervezetben.
A legtöbb kígyó méreg olyan foszfodiészterázt tartalmaz, amely hidrolizálja a szabad hidroxilcsoporttal rendelkező nukleotidokat a 3 'végből, megbontva a kötéseket a ribóz vagy a dezoxiribóz 3' hidroxilja között.
A gyógyászatban
Orvosi kontextusban a teljesítmény és a testmozgás javítására használják az izomenergia növelésével. A krónikus fáradtság szindrómát is kezelik ezzel a szachariddal, valamint a fibromialgiával és a szívkoszorúér bizonyos betegségeivel.
Prevenciós értelemben az izomfáradás, görcsök, fájdalom és merevség megelőzésére alkalmazzák azoknál a betegeknél, akiknek örökletes rendellenességei a myoadenylate deaminase hiány vagy az AMP deaminase deficit.
Irodalom
- Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., és Walter, P. (2015). A sejt molekuláris biológiája (6. kiadás). New York: Garland Science.
- Angyal, S. (1969). A cukor összetétele és szerkezete. Angewandte Chemie - Nemzetközi kiadás, 8. (3), 157–166.
- Foloppe, N., és Mackerell, AD (1998). A nukleinsavak dezoxiribóz és ribóz csoportjainak konformációs tulajdonságai: Quantum Mechanical Study, 5647 (98), 6669–6678.
- Garrett, R. és Grisham, C. (2010). Biokémia (4. kiadás). Boston, USA: Brooks / Cole. CENGAGE Tanulás.
- Guttman, B. (2001). Nukleotidok és nukleozidok. Academic Press, 1360–1361.
- Mathews, C., van Holde, K., és Ahern, K. (2000). Biokémia (3. kiadás). San Francisco, Kalifornia: Pearson.
- Mottram, DS (1998). Ízesítés a húsban és a húskészítményekben: áttekintés. Food Chemistry, 62 (4), 415-424.
- Nechamkin, H. (1958). A kémiai terminológia néhány érdekes etimológiai származéka. Kémiai terminológia, 1–12.
- Nelson, DL, & Cox, MM (2009). Lehninger Biokémiai alapelvek. Omega Editions (5. kiadás).
- Shapiro, R. (1988). Prebiotikus Ribose szintézis: Kritikus elemzés. Az élet eredete és a bioszféra evolúciója, 18, 71–85.
- A Merck Index Online. (2018). A lap eredeti címe: www.rsc.org/Merck-Index/monograph/m9598/dribose?q=unauthorize
- Waris, S., Pischetsrieder, M., és Saleemuddin, M. (2010). DNS-károsodás ribóz által: Gátlás magas ribóz-koncentrációk esetén. Indian Journal of Biochemistry & Biofizika, 47, 148-156.
- WebMD. (2018). Letöltve 2019. április 11-én, a www.webmd.com/vitamins/ai/ingredientmono-827/ribose webhelyről
- Wulf, P. és Vandamme, E. (1997). A D-Ribose mikrobiális szintézise: metabolikus deregulációs és erjedési folyamat. Advances in Applied Microbiology, 4, 167–214.
- Xu, Z., Sha, Y., Liu, C., Li, S., Liang, J., Zhou, J. és Xu, H. (2016). L-ribóz izomeráz és mannóz-6-foszfát izomeráz: tulajdonságok és alkalmazások az L -ribóz előállításához. Alkalmazott mikrobiológia és biotechnológia, 1–9.