Glyceraldehyd 3-fosfát (G3P) Štruktúra, funkcie

On glyceraldehyd 3-fosfát (medzera) Je to metabolit glykolýzy (jeho názov pochádza z gréčtiny; glycos = sladký alebo cukor; lýza = prasknutie), čo je metabolická cesta, ktorá premieňa molekulu glukózy na dve molekuly pyruvátu na výrobu energie vo forme adenozín tryfosfátu (ATP ).

V bunkách Glyceraldehyd 3-fosfát spája glykolýzu s glukoneogenézou a penóza fosfát. Vo fotosyntetických organizmoch sa na biosyntézu cukru používa glyceraldehyd 3-fosfát z fixácie oxidu uhličitého. V pečeni metabolizmus fruktózy vytvára medzeru, ktorá je začlenená do glykolýzy.

Zdroj: Benjah-Bmm27 [verejná doména]

[TOC]

Štruktúra

3-fosfát glyceraldehyd je fosforylovaný cukor, ktorý má tri uhlíky. Jeho empirický vzorec je C₃H₇Ani₆P. Skupina aldehydov (-cho) je uhlík 1 (C-1), hydroxymetylénová skupina (-chah) je uhlík 2 (C-2) a hydroxymetyl skupina (-ch (-ch₂OH) je uhlík 3 (C3). Táto posledná tvorí spojenie s fosfátovou skupinou (Fosfoester Link).

Konfigurácia 3-fosfátu glyceraldehydu v kirale C-2 je d. Konvenciou, vzhľadom na királny uhlík, je v projekcii Fischerovej skupina aldehydová reprezentovaná nahor, hydroxymetyl-fosfátová skupina dole, hydroxylová skupina doprava a atóm vodíka vľavo.

Charakteristika

3-fosfát glyceraldehyd má molekulovú hmotnosť 170,06 g/mol. Štandardná zmena voľnej energie Gibbs (AGº) pre akúkoľvek reakciu sa musí vypočítať pridaním zmeny voľnej energie produktov a odpočítaním súčtu variácie voľnej energie reaktantov reaktantov.

Môže vám slúžiť: Metazoa: Charakteristiky, typy, biotop a choroby

Týmto spôsobom je variácia voľnej energie (AGº) určená z glyceraldehydu 3 -fosfátu, čo je -1,285 kJ × mol^-1. Konvenciou, v štandardnom stave 25 ° C a 1 atm, je voľná energia čistých prvkov nula.

Funkcia

Glykolýza a glukoneogenéza

Glykolýza je prítomná vo všetkých bunkách. Je rozdelená do dvoch fáz: 1) štádium investícií do energie a syntéza metabolitov s vysokým potenciálom prenosu fosfátov, ako je glyceraldehyd 3-fosfát (GAP); 2) Fáza syntézy ATP z molekúl s vysokým prenosovým potenciálom pre fosfátovú skupinu.

3-fosfát glyceraldehyd a dihydroxyacetón fosfát. 3-fosfát glyceraldehyd sa mení na 1,3-bifosfoglycerát (1,3 bpg) pomocou reakcie katalyzovanej enzýmovou medzerou dehydrogenázy.

Dehydrogenázová medzera katalyzuje oxidáciu atómu uhlíka aldehydu a prenáša fosfátovú skupinu. Teda sa vytvorí zmiešaný anhydrid (1,3bpg), v ktorom je skupina kyselín a atóm fosforu náchylný k reakcii nukleofilného útoku.

Potom pri reakcii katalyzovanej 3-fosfoglyceračnou kinázou 1,3bpg prenáša fosfátovú skupinu z uhlíka 1 na ADP a tvorí ATP.

Pretože reakcie katalyzované aldolázou, dehydrogenázová medzera a 3-fosfoglycerát kináza sú v rovnováhe (Agº ~ 0), sú preto súčasťou cesty glukoneogenézy (alebo novej syntézy glukózy).

Vía de la pentosa fosfát a cyklus Calvin

Na ceste fosfátu pentózy sa 3-fosfát (medzera) glyceraldehyd a 6-fosfát fruktóza (F6P) tvoria rezaním a tvorbou väzieb C-C, z penózy, xylulózy 5-fosfátu a ribóza 5-fosfátu.

Môže vám slúžiť: Hyracotherium: Charakteristiky, výživa, druh, reprodukcia

3-fosfát Glyceraldehyd môže sledovať cestu glukoneogenézy a tvoriť 6-fosfátovú glukózu, ktorá pokračuje v ceste pentózového fosfátu. Glukóza môže byť úplne oxidovaná produkciou šiestich molekúl₂ Cez oxidačnú fázu cesty fosfátu Pontosa.

V cykle Calvin, CO₂ Je nastavený ako 3-fosfoglycerát, v reakcii katalyzovanej rebroulou bifosfátovou karboxylázou. Potom je 3-fosfoglycerát znížený NADH pôsobením enzýmu nazývaného medzera dehydrogenáza.

2 molekuly medzery na biosyntézu hexózy, ako je glukóza, ktorá slúži na biosyntézu škrobu alebo celulózy v rastlinách v rastlinách.

Metabolizmus fruktózy

Fruktochinázový enzým katalyzuje fosforyláciu fruktózy ATP v C-1, tvoriaci 1-fosfát fruktóza. Aldoláza A, ktorá sa nachádza vo svale, je špecifická pre fruktózu 1,6-bifosfát ako substrát. Aldoláza B sa nachádza v pečeni a je špecifický pre 1-fosfátovú fruktózu ako substrát.

B aldoláza katalyzuje aldolové prasknutie fruktózy 1-fosfátu a produkuje dihydroxyacetón fosfát a glycerálnydehyd. Glyceraldehyd kináza katalyzuje fosforyláciu glyceraldehydu cez ATP, tvorí glykolytický sprostredkovateľ, 3-fosfát glyceraldehyd (GAP).

Na inej ceste sa glyceraldehyd transformuje na glycerol alkoholom dehydrogenázou, ktorú NADH používa ako substrát s elektrónovým darcom. Potom glycerol fosforylát kináza glycerol pomocou ATP, ktorý tvorí fosfát glycerolu. Tento posledný metabolit je reoxy a tvorí dihydroxyacetón fosfát (DHAP) a NADH.

DHAP sa premieňa na medzeru pomocou troch izomasových fosfátových enzýmov. Týmto spôsobom sa fruktóza premení na glykolýzu metabolity. Fruktóza dodávaná intravenózne môže spôsobiť vážne poškodenie, ktoré pozostáva z drastického zníženia intracelulárneho fosfátu a ATP. Dokonca dochádza k acidóze mliečnej.

Môže vám slúžiť: Chihuahua flóra a fauna: Vynikajúci druh

Poškodenie fruktózy je spôsobené skutočnosťou, že nemá regulačné body, ktoré má glukózový katabolizmus obvykle. Po prvé, fruktóza vstupuje do svalov prostredníctvom GLUT5, ktorý je nezávislý od inzulínu.

Po druhé, fruktóza sa priamo premieňa na medzeru a týmto spôsobom neprechádza reguláciou enzýmu fosfofuto kinázy (PFK) na začiatku glykolýzy.

Cez Entner-Doudoroff

Glykolýza je univerzálna cesta pre glukózový katabolizmus. Niektoré baktérie však striedavo používajú Entner-Doudoroff Road. Táto trasa naznačuje šesť krokov katalyzovaných enzýmami, v ktorých sa glukóza transformuje na medzeru a pyruvato, čo sú dva konečné produkty tejto cesty.

Gap a pyruvát sa transformujú do etanolu alkoholovými fermentačnými reakciami.

Odkazy

1. Berg, J. M., Tymoczco, j. L., Stryer, L. 2015. Biochémia. Krátky kurz. W. H. Freeman, New York.
2. Miesfeld, r. L., McEvoy, m. M. 2017. Biochémia. W. W. Norton, New York.
3. Nelson, D. L., Cox, m. M. 2017. Lehninger princípy biochémie. W. H. Freeman, New York.
4. SAWAY J. G. 2004. Metabolizmus na prvý pohľad. Blackwell, Malden.
5. Voet, D., Voet, J. G., Pratt, C. W. 2008. Základy biochémie: Život na molekulárnej úrovni. Wiley, Hoboken.