TRIÓZA: VLASTNOSTI A FUNKCIE TELA - BIOLÓGIE

Trojosové sú monosacharidy tri uhlík, ktorého chemický vzorec je empirický C ₃ H ₆ O ₆ . Existujú dve triózy: glyceraldehyd (aldóza) a dihydroxyacetón (ketóza). Triózy sú dôležité v metabolizme, pretože spájajú tri metabolické dráhy: glykolýzu, glukoneogenézu a pentózofosfátovú dráhu.

Počas fotosyntézy je Calvinov cyklus zdrojom trióz, ktoré slúžia na biosyntézu fruktózy-6-fosfátu. Tento cukor sa fosforylovaným spôsobom premieňa enzymaticky katalyzovanými krokmi na rezervné alebo štruktúrne polysacharidy.

Zdroj: Wesalius

Triózy sa podieľajú na biosyntéze lipidov, ktoré sú súčasťou bunkových membrán a adipocytov.

vlastnosti

Aldóza-glyceraldehyd má chirálny atóm uhlíka, a preto má dva enantioméry, L-glyceraldehyd a D-glyceraldehyd. Enantioméry D a L majú odlišné chemické a fyzikálne vlastnosti.

D-glyceraldehyd otáča rovinu polarizovaného svetla doprava (+) a má rotáciu D pri 25 ° C + 8,7 °, zatiaľ čo L-glyceraldehyd otáča rovinu polarizovaného svetla doľava (- ) a má rotáciu D pri 25 ° C -8,7 °.

Chirálnym uhlíkom v glyceraldehyde je uhlík 2 (C-2), čo je sekundárny alkohol. Fischerova projekcia predstavuje hydroxylovú skupinu (-OH) D-glyceraldehydu vpravo a skupinu OH-L-glyceraldehyd vľavo.

Dihydroxyacetón nemá chirálne uhlíky a nemá enantiomérne formy. Pridanie hydroxymetylénovej skupiny (-CHOH) k glyceraldehydu alebo dihydroxyacetónu umožňuje vytvorenie nového chirálneho centra. V dôsledku toho je cukor tetóza, pretože má štyri uhlíky.

Pridanie skupiny -CHOH do tetózy vytvára nové chirálne centrum. Vytvorený cukor je pentóza. Môžete pridávať skupiny -CHOH, až kým nedosiahnete maximum desiatich atómov uhlíka.

Funkcie v tele

Triózy ako medziprodukty pri glykolýze, glukoneogenéze a pentózofosfátovej ceste

Glykolýza spočíva v rozklade molekuly glukózy na dve molekuly pyruvátu za vzniku energie. Táto cesta zahŕňa dve fázy: 1) prípravnú fázu alebo spotrebu energie; 2) fáza výroby energie. Prvý je ten, ktorý produkuje triózy.

V prvej fáze sa obsah voľnej energie v glukóze zvyšuje tvorbou fosfoesterov. V tejto fáze je darcom fosfátu adenozíntrifosfát (ATP). Táto fáza kulminuje konverziou fosfátesteru fruktózy 1,6-bisfosfátu (F1,6BP) na dva triózové fosfáty, glyceraldehyd 3-fosfáty (GA3P) a dihydroxyaceton fosfáty (DHAP).

Glukoneogenéza je biosyntéza glukózy z pyruvátu a ďalších medziproduktov. Používa všetky enzýmy glykolýzy, ktoré katalyzujú reakcie, ktorých biochemická štandardná Gibbsova energetická variácia je v rovnováhe (ΔGº '~ 0). Z tohto dôvodu majú glykolýza a glukoneogenéza obvyklých sprostredkovateľov, vrátane GA3P a DHAP.

Dráha pentózofosfátu pozostáva z dvoch stupňov: oxidačná fáza pre glukózu-6-fosfát a druhá pre tvorbu NADPH a ribóza-5-fosfátu. V druhej fáze sa ribóza-5-fosfát prevádza na glykolýzové medziprodukty, F1,6BP a GA3P.

Triózy a Calvinov cyklus

Fotosyntéza je rozdelená do dvoch etáp. V prvom sa vyskytujú reakcie závislé od svetla, ktoré produkujú NADPH a ATP. Tieto látky sa používajú v druhej fáze, v ktorej dochádza k fixácii oxidu uhličitého a tvorbe hexóz z trióz cestou, ktorá je známa ako Calvinov cyklus.

V Calvin cykle, enzým ribulosa 1,5-bisfosfát karboxylázy / oxygenázy (RuBisCO) katalyzuje kovalentnej CO ₂ na Pentos ribulosa 1,5-bisfosfát a prestávky nestabilné šiestich uhlíkových medziproduktu do dvoch molekúl tri atómy uhlíka: 3-fosfoglycerát.

Enzymatickými reakciami, ktoré zahŕňajú fosforyláciu a redukciu 3-fosfoglycerátu pomocou ATP a NADP, sa vytvára GA3P. Tento metabolit sa premieňa na 1,6-bisfosfát fruktózy (F1,6BP) metabolickou cestou podobnou glukoneogenéze.

Pôsobením fosfatázy sa F1,6BP premení na fruktózu-6-fosfát. Potom fosfohexóza izomeráza produkuje glukózu 6-fosfát (Glc6P). Nakoniec epimeráza premieňa Glc6P na glukózu 1-fosfát, ktorý sa používa na biosyntézu škrobu.

Triózy a lipidy biologických membrán a adipocytov

GA3P a DHAP môžu tvoriť glycerol fosfát, ktorý je nevyhnutným metabolitom pre biosyntézu triacylglycerolov a glycerolipidov. Je to tak preto, že obidva triózové fosfáty môžu byť vzájomne premieňané reakciou katalyzovanou triozofosfátizomerázou, ktorá udržuje obe triódy v rovnováhe.

Enzým glycerol-fosfát dehydrogenáza katalyzuje oxidačno-redukčnú reakciu, pri ktorej NADH daruje elektrónový pár DHAP za vzniku glycerol 3-fosfátu a NAD ⁺ . L-glycerol-3-fosfát je súčasťou fosfolipidového skeletu, ktorý je štrukturálnou súčasťou biologických membrán.

Glycerol je prochirálny, nemá asymetrické uhlíky, ale keď jeden z jeho dvoch primárnych alkoholov tvorí fosfoester, môže sa správne nazývať L-glycerol 3-fosfát alebo D-glycerol 3-fosfát.

Glycerofosfolipidy sa tiež nazývajú fosfoglyceridy, ktoré sú pomenované ako deriváty kyseliny fosfatidovej. Fosfoglyceridy môžu tvoriť fosfoacylglyceroly tvorbou esterových väzieb s dvoma mastnými kyselinami. V tomto prípade je výsledným produktom 1,2-fosfodiacylglycerol, ktorý je dôležitou zložkou membrán.

Glycerofosfatáza katalyzuje hydrolýzu fosfátovej skupiny glycerol 3-fosfátu, pričom vzniká glycerol plus fosfát. Glycerol môže slúžiť ako východiskový metabolit pre biosyntézu triacylglyceridov, ktoré sú bežné v adipocytoch.

Triózy a membrány archaebaktérií

Podobne ako eubaktérie a eukaryoty sa glycerol-3-fosfát tvorí z triózfosfátu (GA3P a DHAP). Existujú však rozdiely: prvým je, že glycerol 3-fosfát v membránach archaebaktérií má konfiguráciu L, zatiaľ čo v membránach eubaktérií a eukaryotov má konfiguráciu D.

Druhým rozdielom je, že membrány archaebaktérií tvoria esterové väzby s dvoma dlhými uhľovodíkovými reťazcami izoprenoidových skupín, zatiaľ čo v eubaktériách a eukaryotoch tvorí glycerol esterové väzby (1,2-diacylglycerol) s dvoma uhľovodíkovými reťazcami mastných kyselín.

Tretím rozdielom je to, že v membránach archaebaktérií sa substituenty fosfátovej skupiny a glycerol 3-fosfátu líšia od substituentov eubaktérií a eukaryotov. Napríklad fosfátová skupina je pripojená k disacharidovej a-glukopyranozyl- (1®2) - P-galaktofuranóze.

Referencie

Cui, SW 2005. Sacharidy potravín: chémia, fyzikálne vlastnosti a aplikácie. CRC Press, Boca Raton.
de Cock, P., Mäkinen, K, Honkala, E., Saag, M., Kennepohl, E., Eapen, A. 2016. Erytritol je pri zvládaní koncových zdravotných parametrov ústnej dutiny účinnejší ako xylitol a sorbitol. Medzinárodný denník zubného lekárstva.
Nelson, DL, Cox, MM 2017. Lehninger Principles of Biochemistry. WH Freeman, New York.
Sinnott, ML 2007. Štruktúra a mechanizmus chémie uhľovodíkov a biochémia. Royal Society of Chemistry, Cambridge.
Stick, RV, Williams, SJ 2009. Sacharidy: základné molekuly života. Elsevier, Amsterdam.
Voet, D., Voet, JG, Pratt, CW 2008. Základy biochémie - život na molekulárnej úrovni. Wiley, Hoboken.

TRIÓZA: VLASTNOSTI A FUNKCIE TELA - BIOLÓGIE - 2025