ERITROSA: CHARAKTERISTIKOS, STRUKTŪRA, FUNKCIJOS - BIOLOGIJA - 2025

Eritrozės yra monosacharidas,, turintis keturias anglies atomų, su į empirinę formulę C ₄ H ₈ O ₄ . Iš glicerraldehido gaunami du keturių anglies cukrų (tetrozės): eritrozė ir trezė, abu yra polihidroksi-aldehidai (aldozės). Eritruliozė yra vienintelė tetrozė, kuri yra polihidroksiketonas (ketozė). Jis gaunamas iš dihidroksiacetono.

Iš trijų tetrozių (eritrozės, treoso, eritruliozės) labiausiai paplitusi yra eritrozė, randama metabolizmo keliuose, tokiuose kaip pentozės fosfato kelias, Kalvino ciklas arba esminių ir aromatinių aminorūgščių biosintezės keliai.

Šaltinis: Edas (Edgar181)

Struktūra

Eritrozės vienas anglies atomas (C-1) yra aldehido grupės (-CHO) karbonilo anglis. Anglies atomai 2 ir 3 (C-2 ir C-3) yra dvi hidroksimetileno grupės (-CHOH), kurie yra antriniai alkoholiai. Anglies atomas 4 (C-4) yra pagrindinis alkoholis (-CH ₂ OH).

C cukrų, turinčių D konfigūraciją, tokių kaip eritrozė, yra gausiau nei cukrų su L konfigūracija. Eritrozė turi du chiralinius anglies junginius C-2 ir C-3, kurie yra asimetriniai centrai.

Eritrozės Fišerio projekcijoje asimetrinė anglis, toliausiai nuo aldehido karbonilo grupės, turi D-glicerraldehido konfigūraciją. Todėl C-3 hidroksilo grupė (-OH) pavaizduota dešinėje.

D-eritrozė nuo D-trezės skiriasi aplink asimetrinę anglies C-2 konfigūraciją: Fišerio schemoje D-eritrozės hidroksilo grupė (-OH) yra dešinėje. Atvirkščiai, D-treosa yra kairėje.

Pridėjus hidroksimetileno grupę prie D-eritrozės, sukuriamas naujas chiralinis centras. Susidaro du D konfigūracijos penkių anglies cukrų (pentozės), būtent: D-ribozė ir D-arabinozė, kurie skiriasi C-2 konfigūracija.

charakteristikos

Ląstelėse eritrozė yra eritrozės 4-fosfato pavidalu ir gaminama iš kitų fosforilintų cukrų. Cukrų fosforilinimas yra toks, kad padidėja jų hidrolizės energijos potencialas (arba Gibso energijos kitimas, ΔG).

Cheminė medžiaga funkcija, kuri yra fosforilinamos cukrų yra pagrindinis alkoholis (-CH ₂ OH). Eritrozės 4-fosfato angliavandeniliai gaunami iš gliukozės.

Glikolizės metu (arba suskaidžius gliukozės molekulę energijai gauti) pirminė C-6 hidroksilo grupė gliukozėje fosforilinama perkeliant fosfato grupę iš adenozino trifosfato (ATP). Šią reakciją katalizuoja fermentas heksokinazė.

Kita vertus, cheminė trumpųjų cukrų, tokių kaip D-eritrozė, sintezė vyksta per oksidaciją 4,6-0-etiliden-O-gliukozės periodato, po kurio eina acetalio žiedo hidrolizė.

Kaip alternatyva, nors to negalima atlikti vandeniniame tirpale, gali būti naudojamas tetraacetatas, kuris skaldo a-diolius ir taip pat yra labiau specifiškas nei periodato jonas. O-gliukozė oksiduojama esant acto rūgščiai, susidarant 2,3-di-O-formil-D-eritrozei, kurios hidrolizės metu susidaro D-eritrozė.

Išskyrus eritrozę, monosacharidai yra cikliškos formos, kai jie kristalizuojasi arba yra tirpale.

Funkcija

Eritrozės 4-fosfatas vaidina svarbų vaidmenį šiais metabolizmo keliais: pentozės fosfato keliu, Kalvino ciklu ir esminių bei aromatinių aminorūgščių biosintezės keliais. Eritrozės 4-fosfato vaidmuo kiekviename iš šių būdų aprašytas žemiau.

Pentozės fosfato kelias

Pentozės fosfato kelio tikslas yra gaminti NADPH, kuris yra redukuojanti ląstelių galią, ir ribozės 5-fosfatą, reikalingą nukleorūgščių biosintezei per oksidacines reakcijas. Pradinis šio kelio metabolitas yra gliukozės 6-fosfatas.

Ribozės 5-fosfato perteklius paverčiamas glikolitiniais tarpiniais produktais. Tam reikia dviejų grįžtamųjų etapų: 1) izomerizacijos ir epimerizacijos reakcijos; 2) CC jungčių, pentozę, ksiluliozės 5-fosfatą ir ribozės 5-fosfatą paverčiančių fruktozės 6-fosfatu (F6P) ir glicerraldehido 3-fosfatu (GAP), pjaustymo ir formavimo reakcijos.

Antrasis žingsnis atliekamas transaldolazių ir transketolazių pagalba. Transaldolazė katalizuoja trijų anglies atomų (C ₃ vieneto ) perkėlimą iš sedoheptulozės 7-fosfato į GAP, gaminant eritrozės 4-fosfatą (E4P).

Transketolase katalizuoja dviejų anglies atomų (C perkėlimą ₂ vienetų ) nuo ksilulozės 5-fosfato į E4P ir formų GAP ir F6P.

Kalvino ciklas

Fotosintezės metu šviesa suteikia energijos, reikalingos ATP ir NADPH biosintezei. Anglies fiksavimo reakcijose naudojamas ATP ir NADPH, kad būtų sumažintas anglies dioksidas (CO ₂ ) ir per Kalvino ciklą susidarytas triozės fosfatas. Tada Kalvino cikle suformuotos triozės virsta sacharoze ir krakmolu.

Kalvino ciklas yra padalintas į šias tris stadijas: 1) CO ₂ fiksavimas 3-fosfoglicerite; 2) 3-fosfoglicerrato pavertimas GAP; ir 3) ribuliozės 1,5-bisfosfato regeneravimas iš triozės fosfato.

Trečiajame Kalvino ciklo etape susidaro E4P. Transketolase, kurio sudėtyje yra tiamino, pirofosfato (TPP) ir reikalauja Mg ² , katalizuoti, sudaryti iš C perkėlimą ₂ vieneto nuo F6P į GAP, ir formavimo ksilulozės pentozė 5-fosfato (Xu5P) ir E4P tetrose.

Aldolazė, kondensuodama aldolį, sujungia Xu5P ir E4P ir sudaro heptozės sedoheptulozės 1,7-bisfosfatą. Tada atlikite dvi fermentines reakcijas, kurios galiausiai sukelia triozes ir pentozes.

Būtinų ir aromatinių aminorūgščių biosintezės keliai

Eritrozės 4-fosfatas ir fosfoenolpiruvatas yra metabolitiniai pirmtakai, vykstantys triptofano, fenilalanino ir tirozino biosintezei. Augaluose ir bakterijose pirmiausia vyksta chorizmato biosintezė, kuri yra tarpinė dalis aromatinių aminorūgščių biosintezėje.

Chorismato biosintezė vyksta per septynias reakcijas, kurias visus katalizuoja fermentai. Pavyzdžiui, 6 žingsnis katalizuoja fermento 5-enolpiruvilšikimat-3-fosfato, kuris yra konkurencingai slopinamas glifosato ( ^- COO-CH ₂ -NH-CH ₂ -PO ₃ ^-2 ). Pastarasis yra aktyvusis „Bayer-Monsanto“ kontroversiško herbicido „RoundUp“ ingredientas.

Chorizmatas yra triptofano biosintezės pirmtakas metabolizmo būdu, apimančiu šešis fermentų katalizuojamus etapus. Kitu būdu chorizmatas tarnauja tirozino ir fenilalanino biosintezei.

Nuorodos

1. Belitz, HD, Grosch, W., Schieberle, P. 2009. Maisto chemija, Springer, Niujorkas.
2. Collins, PM 1995. Monosacharidai. Jų chemija ir jų vaidmuo natūraliuose produktuose. Johnas Wiley ir sūnūs. Čičesteris.
3. Miesfeld, RL, McEvoy, MM 2017. Biochemija. „WW Norton“, Niujorkas.
4. Nelsonas, DL, Cox, MM 2017. Lehningerio biochemijos principai. WH Freeman, Niujorkas.
5. Voet, D., Voet, JG, Pratt, CW 2008. Biochemijos pagrindai: gyvenimas molekuliniame lygmenyje. Vilis, Hobokenas.