- yapı
- karakteristikleri
- fonksiyon
- Pentoz fosfat yolu
- Calvin döngüsü
- Esansiyel ve aromatik amino asitlerin biyosentez yolları
- Referanslar
Eritroz ile dört karbon atomu sahip bir monosakaritin ampirik formüle Cı 4 H 8 O 4 . Gliseraldehitten türetilen iki adet dört karbonlu şeker (tetroz) vardır: eritroz ve treoz, her ikisi de polihidroksi-aldehitlerdir (aldozlar). Eritruloz, bir polihidroksi keton (ketoz) olan tek tetrozdur. Dihidroksiasetondan türetilmiştir.
Üç tetrozdan (eritroz, treoz, eritruloz) en yaygın olanı, pentoz fosfat yolu, Calvin döngüsü veya temel ve aromatik amino asit biyosentez yolları gibi metabolik yollarda bulunan eritrozdur.
Kaynak: Ed (Edgar181)
yapı
Eritrozun karbon atomu bir (C-1), bir aldehit grubunun (-CHO) karbonil karbonudur. Karbon atomları 2 ve 3 (C-2 ve C-3), ikincil alkoller olan iki hidroksimetilen grubudur (-CHOH). Karbon atomu 4 (C-4), bir birincil alkoldür (-CH 2 OH).
Eritroz gibi D konfigürasyonuna sahip şekerler, L konfigürasyonuna sahip şekerlerden daha fazladır.Erythrose, asimetrik merkezler olan iki kiral karbon C-2 ve C-3'e sahiptir.
Eritrozun Fisher projeksiyonunda, aldehitin karbonil grubundan en uzaktaki asimetrik karbon D-gliseraldehit konfigürasyonuna sahiptir. Bu nedenle, C-3'ün hidroksil grubu (-OH) sağda gösterilmektedir.
D-eritroz, asimetrik karbon C-2 çevresindeki konfigürasyonda D-treozdan farklıdır: Fisher'in grafiğinde, D-eritrozun hidroksil grubu (-OH) sağdadır. Aksine, D-treosa'da sol taraftadır.
D-eritroza bir hidroksimetilen grubunun eklenmesi yeni bir kiral merkez oluşturur. D-konfigürasyonunda iki beş karbonlu şeker (pentoz) oluşur: C-2 konfigürasyonunda farklılık gösteren D-riboz ve D-arabinoz.
karakteristikleri
Hücrelerde eritroz, eritroz 4-fosfat formundadır ve diğer fosforile şekerlerden üretilir. Şekerlerin fosforilasyonu, hidroliz enerji potansiyellerini (veya Gibbs enerji değişimi, ΔG) yükseltme işlevine sahiptir.
Şekerler fosforile kimyasal fonksiyonu, birincil alkoldür (-CH 2 OH). Eritroz 4-fosfatın karbonları glikozdan gelir.
Glikoliz (veya enerji için glikoz molekülünün parçalanması) sırasında, glikozdaki birincil C-6 hidroksil grubu, adenozin trifosfattan (ATP) bir fosfat grubu transfer edilerek fosforile edilir. Bu reaksiyon, heksokinaz enzimi tarafından katalize edilir.
Öte yandan, D-eritroz gibi kısa şekerlerin kimyasal sentezi, 4,6-0-etiliden-O-glukoz periyodatın oksidasyonu yoluyla gerçekleşir ve bunu, asetal halkanın hidrolizi izler.
Alternatif olarak, sulu çözelti içinde gerçekleştirilememesine rağmen, a-diolleri kesen ve aynı zamanda periodat iyonundan daha stereospesifik olan tetraasetat kullanılabilir. O-glikoz, asetik asit varlığında oksitlenir ve hidrolizi D-eritroz üreten 2,3-di-O-formil-D-eritroz oluşturur.
Eritroz haricinde, monosakkaritler kristalize edildiklerinde veya çözelti halinde siklik formundadırlar.
fonksiyon
Eritroz 4-fosfat, aşağıdaki metabolik yollarda önemli bir rol oynar: pentoz fosfat yolu, Calvin döngüsü ve esansiyel ve aromatik amino asit biyosentez yolları. Bu yolların her birinde eritroz 4-fosfatın rolü aşağıda açıklanmaktadır.
Pentoz fosfat yolu
Pentoz fosfat yolağının amacı, hücrelerin indirgeme gücü olan NADPH'yi ve oksidatif reaksiyonlar yoluyla nükleik asitlerin biyosentezi için gerekli olan riboz 5-fosfatı üretmektir. Bu yolun başlangıç metaboliti glikoz 6-fosfattır.
Fazla riboz 5-fosfat, glikolitik ara ürünlere dönüştürülür. Bunun için iki tersinir adım gereklidir: 1) izomerizasyon ve epimerizasyon reaksiyonları; 2) pentoz, ksilüloz 5-fosfat ve riboz 5-fosfatı fruktoz 6-fosfata (F6P) ve gliseraldehit 3-fosfata (GAP) dönüştüren CC bağlarının kesilmesi ve oluşum reaksiyonları.
İkinci adım, transaldolazlar ve transketolazlar tarafından gerçekleştirilir. Transaldolaz üç karbon atomuna sahip (Cı-transferini katalize 3 birim eritroz 4-fosfat (E4P) üretilmesi, GAP sedoheptuloz 7-fosfattan).
Transketolaz iki karbon atomuna sahip (Cı-transferini katalize 2 birim E4P ve formlar GAP ve F6P için ksiluloz 5-fosfat).
Calvin döngüsü
Fotosentez sırasında ışık, ATP ve NADPH'nin biyosentezi için gerekli enerjiyi sağlar. Karbon fiksasyon reaksiyonları, karbondioksiti (CO 2 ) azaltmak ve Calvin döngüsü boyunca trioz fosfat oluşturmak için ATP ve NADPH kullanır . Daha sonra Calvin döngüsünde oluşan triozlar sükroz ve nişastaya dönüştürülür.
Calvin döngüsü aşağıdaki üç aşamaya ayrılır: 1) CO fiksasyonu 2 , 3-fosfogliserat içinde; 2) 3-fosfogliseratın GAP'a dönüşümü; ve 3) trioz fosfattan ribuloz 1,5-bifosfatın rejenerasyonu.
Calvin döngüsünün üçüncü aşamasında E4P oluşur. Tiyamin pirofosfat (TPP) içerir ve Mg gerektiren bir transketolaz + 2 , bir Cı-transferini katalize eder, 2 birim GAP F6P gelen ve 5-fosfat (Xu5P) ve E4P tetroz pentoz ksiluloz oluşturulması.
Bir aldolaz, heptoz sedoheptuloz 1,7-bifosfat oluşturmak için aldol yoğunlaşması ile Xu5P ve E4P'yi birleştirir. Ardından, sonunda trioz ve pentoz üreten iki enzimatik reaksiyonu izleyin.
Esansiyel ve aromatik amino asitlerin biyosentez yolları
Eritroz 4-fosfat ve fosfoenolpiruvat, triptofan, fenilalanin ve tirozinin biyosentezi için metabolik öncülerdir. Bitkilerde ve bakterilerde, aromatik amino asitlerin biyosentezinde bir ara ürün olan ilk olarak korizma biyosentezi gerçekleşir.
Korizma biyosentezi, tümü enzimler tarafından katalize edilen yedi reaksiyon yoluyla gerçekleşir. Örneğin, aşama 6 rekabetçi glifosat ile inhibe enzim olarak 5-enolpiruvilşikimat-3-fosfat, ile katalize edilir ( - COO-CH 2 -NH-CH 2 -PO 3 -2 ). İkincisi, Bayer-Monsanto'nun tartışmalı herbisit RoundUp'ın aktif maddesidir.
Korismat, altı enzimle katalize edilmiş adım içeren bir metabolik yol aracılığıyla triptofan biyosentezinin öncüsüdür. Başka bir yolla, korizat, tirozin ve fenilalaninin biyosentezine hizmet eder.
Referanslar
- Belitz, HD, Grosch, W., Schieberle, S. 2009. Gıda Kimyası, Springer, New York.
- Collins, PM 1995. Monosaccharides. Kimyası ve Doğal Ürünlerdeki Rolleri. John Wiley and Sons. Chichester.
- Miesfeld, RL, McEvoy, MM 2017. Biyokimya. WW Norton, New York.
- Nelson, DL, Cox, MM 2017. Lehninger biyokimya ilkeleri. WH Freeman, New York.
- Voet, D., Voet, JG, Pratt, CW 2008. Biyokimyanın temelleri: moleküler düzeyde yaşam. Wiley, Hoboken.