Struktura 3-fosfata (G3P) gliceraldehida, funkcije

On 3-fosfat gliceraldehida (vrzel) To je presnovek glikolize (njegovo ime izvira iz grščine; glikos = sladki ali sladkor; liza = ruptura), ki je presnovna pot, ki molekulo glukoze pretvori v dve piruvatni molekuli, da proizvede energijo v obliki adenozinskega trifosfata (ATP ).

V celicah gliceraldehid 3-fosfat povezuje glikolizo z glukoneogenezo in pentozo fosfatno potjo. V fotosintetskih organizmih se za biosintezo sladkorja uporablja gliceraldehid 3-fosfat iz pritrditve ogljikovega dioksida. V jetrih metabolizem fruktoze povzroči vrzel, ki je vključena v glikolizo.

Vir: Benjah-BMM27 [javna domena]

[TOC]

Struktura

3-fosfatni gliceraldehid je fosforiliran sladkor, ki ima tri ogljike. Njegova empirična formula je c₃H₇Tudi₆Str. Skupina aldehida (-cho) je ogljik 1 (C-1), skupina hidroksimetilena (-chah) je ogljik 2 (C-2) in hidroksimetilna skupina (-CH₂Oh) je ogljik 3 (C3). Ta zadnji tvori povezavo s fosfatno skupino (fosfoester povezava).

3-fosfatna konfiguracija gliceraldehida v quiralu C-2 je d. S konvencijo je v zvezi s quiralnim ogljikom v projekciji Fischerja skupina aldehida predstavljena navzgor, skupina hidroksimetil-fosfata navzdol, hidroksilna skupina na desni in atom vodika na levi.

Značilnosti

3-fosfatni gliceraldehid ima molekulsko maso 170,06 g/mol. Standardna sprememba energije brez Gibbs (ΔGº) za katero koli reakcijo je treba izračunati tako, da dodate variacijo proste energije izdelkov in odštejemo vsoto variacije proste energije reaktantov.

Lahko vam služi: Metazoa: značilnosti, vrste, habitat in bolezni

Na ta način se ne spreminja proste energije (ΔGº) gliceraldehida 3 -fosfata, ki je -1,285 kJ × mol^-1. Z Konvencijo je v standardnem stanju 25 ° C in 1 atm prosta energija čistih elementov nič.

Funkcije

Glikoliza in glukoneogeneza

Glikoliza je prisotna v vseh celicah. Razdeljen je na dve fazi: 1) faza energijskih naložb in sinteza presnovkov z visokim potencialom prenosa fosfatne skupine, kot je gliceraldehid 3-fosfat (GAP); 2) stopnja sinteze ATP iz molekul z visokim potencialom za fosfatno skupino.

3-fosfatni gliceraldehid in dihidroksiaceton fosfat. 3-fosfatni gliceraldehid se spremeni v 1,3-bifosfoglicerat (1,3BPG), s pomočjo reakcije, ki jo katalizira encimska gap dehidrogenaza.

Vrzel dehidrogenaze katalizira oksidacijo aldehidnega ogljikovega atoma in prenaša fosfatno skupino. Tako nastane mešani anhidrid (1,3BPG), v katerem je kislinska skupina, in atom fosforja pa je nagnjen k reakciji nukleofilne napade.

Nato v reakciji, ki jo katalizira 3-fosfogliceratna kinaza, 1,3bpg prenaša fosfatno skupino iz ogljika 1 v ADP in tvori ATP.

Ker so reakcije, ki jih katalizira aldolaza, vrzel v dehidrogenazi in 3-fosfoglicerat kinaza v ravnotežju (ΔGº ~ 0), so torej reverzibilni, zato je del poti glukoneogeneze (ali nove sinteze glukoze).

Vía de la pentosa fosfat in Calvin cikel

V pentoznem fosfatnem cesti se 3-fosfatni (vrzel) gliceraldehid in 6-fosfatna fruktoza (F6P) tvorita z rezanjem in tvorbo reakcij C-C vezi iz pentoze, ksilulozni 5-fosfat in ribose 5 -fosfat.

Vam lahko služi: hyracotherium: značilnosti, prehrana, vrste, razmnoževanje

3-fosfatni gliceraldehid lahko sledi poti glukoneogeneze in tvori 6-fosfatno glukozo, ki nadaljuje pot pentoznega fosfata. Glukozo lahko popolnoma oksidiramo tako, da proizvedemo šest co -molekul₂ Skozi oksidativno fazo ceste pontosa fosfata.

V ciklu Calvin je co₂ Postavljen je kot 3-fosfoglicerat, v reakciji, ki jo katalizira ribulozna bifosfat karboksilaza. Nato se 3-fosfoglicerat zmanjša z NADH z delovanjem encima, imenovanega Gap dehidrogenaza.

2 molekule vrzeli za biosintezo heksoze, kot je glukoza, ki služi za škrob ali celulozno biosintezo v rastlinah v rastlinah.

Metabolizem fruktoze

Encim fruktohinaze katalizira fosforilacijo fruktoze z ATP v C-1, ki tvori 1-fosfatno fruktozo. Aldolaza A, ki jo najdemo v mišici, je specifična za fruktozo 1,6-bifosfat kot substrat. Aldolaza B najdemo v jetrih in je značilna za 1-fosfatno fruktozo kot substrat.

B aldolaza katalizira aldolno rupturo fruktoze 1-fosfata in proizvaja dihidroksiaceton fosfat in gliceraldehid. Gliceraldehid kinaza katalizira fosforilacijo gliceraldehida skozi ATP, ki tvori glikolitični posrednik, 3-fosfatni gliceraldehid (Gap).

Na drugi poti se gliceraldehid v glicerol spremeni z alkoholno dehidrogenazo, ki jo NADH uporablja kot substrat za darovalce elektronov. Nato glicerol fosforilira kinazo glicerol z ATP, ki tvori glicerol fosfat. Ta zadnji presnovek je reoksija, ki tvori dihidroksiaceton fosfat (DHAP) in NADH.

DHAP pretvori v vrzel s tremi izomeaznimi fosfatnimi encim. Na ta način se fruktoza pretvori v presnovke glikolize. Vendar lahko fruktoza intravensko povzroči resno škodo, ki je sestavljena iz drastičnega zmanjšanja znotrajceličnega fosfata in ATP. Pojavi se celo mlečna acidoza.

Lahko vam služi: Chihuahua flora in favna: izjemne vrste

Škoda s fruktozo je posledica dejstva, da nima regulacijskih točk, ki jih običajno ima katabolizem glukoze. Prvič, fruktoza vstopi v mišice skozi glut5, ki je neodvisna od insulina.

Drugič, fruktoza se neposredno pretvori v vrzel in na ta način ne gre skozi regulacijo encima fosfofuto kinaze (PFK) na začetku glikolize.

Prek Entner-Doudoroff

Glikoliza je univerzalna pot za katabolizem glukoze. Vendar nekatere bakterije izmenično uporabljajo cesto Entner-Doudoroff. Ta pot pomeni šest korakov, ki jih katalizirajo encimi, v katerih se glukoza pretvori v vrzel in Pyruvato, ki sta dva končna produkta te ceste.

Vrzel in piruvat se z alkoholnimi fermentacijskimi reakcijami spremenita v etanol.

Reference

1. Berg, j. M., Tymoczco, j. L., Stryer, l. 2015. Biokemija. Do kratkega tečaja. W. H. Freeman, New York.
2. Miesfeld, r. L., McEvoy, m. M. 2017. Biokemija. W. W. Norton, New York.
3. Nelson, d. L., Cox, m. M. 2017. Lehningerjeva načela biokemije. W. H. Freeman, New York.
4. Saway j. G. 2004. Metabolizem na prvi pogled. Blackwell, Malden.
5. Voet, d., Voet, J. G., Pratt, c. W. 2008. Osnove biokemije: življenje na molekularni ravni. Wiley, Hoboken.