TRIÓZA: VLASTNOSTI A FUNKCE V TĚLE - BIOLOGIE

Triose jsou monosacharidy tři uhlík, jehož chemický vzorec je empirický C ₃ H ₆ O ₆. Existují dvě triosy: glyceraldehyd (aldóza) a dihydroxyaceton (ketóza). Triosy jsou důležité v metabolismu, protože spojují tři metabolické dráhy: glykolýzu, glukoneogenezi a pentózofosfátovou cestu.

Během fotosyntézy je Calvinův cyklus zdrojem trií, které slouží k biosyntéze fruktosy-6-fosfátu. Tento cukr se fosforylovaným způsobem přeměňuje enzymaticky katalyzovanými kroky na rezervní nebo strukturní polysacharidy.

Zdroj: Wesalius

Triosy se účastní biosyntézy lipidů, které jsou součástí buněčných membrán a adipocytů.

vlastnosti

Aldelový glyceraldehyd má chirální atom uhlíku, a proto má dva enantiomery, L-glyceraldehyd a D-glyceraldehyd. Enantiomery D a L mají odlišné chemické a fyzikální vlastnosti.

D-glyceraldehyd otáčí rovinu polarizovaného světla doprava (+) a má rotaci D při 25 ° C + 8,7 °, zatímco L-glyceraldehyd otáčí rovinu polarizovaného světla doleva (-) a má rotaci D při 25 ° C -8,7 °.

Chirální uhlík v glyceraldehydu je uhlík 2 (C-2), což je sekundární alkohol. Fischerova projekce představuje hydroxylovou skupinu (-OH) D-glyceraldehydu na pravé straně a OH-skupinu L-glyceraldehydu na levé straně.

Dihydroxyaceton postrádá chirální uhlíky a nemá žádné enantiomerní formy. Přidání hydroxymethylenové skupiny (-CHOH) k glyceraldehydu nebo dihydroxyacetonu umožňuje vytvoření nového chirálního centra. V důsledku toho je cukr tetrosou, protože má čtyři uhlíky.

Přidání skupiny -CHOH do tetózy vytváří nové chirální centrum. Vytvořený cukr je pentóza. Můžete přidávat skupiny -CHOH, dokud nedosáhnete maximálně deseti atomů uhlíku.

Funkce v těle

Triosy jako meziprodukty v glykolýze, glukoneogenezi a cestě pentózofosfátu

Glykolýza spočívá v rozpadu molekuly glukózy na dvě molekuly pyruvátu za účelem produkce energie. Tato cesta zahrnuje dvě fáze: 1) přípravnou fázi nebo spotřebu energie; 2) fáze výroby energie. První je ten, který produkuje triosy.

V první fázi se obsah volné energie v glukóze zvyšuje tvorbou fosfoesterů. V této fázi je dárcem fosfátu adenosintrifosfát (ATP). Tato fáze kulminuje přeměnou fosfoesteru 1,6-bisfosfátu fosfátu (F1,6BP) na dva triosfosfáty, glyceraldehyd 3-fosfáty (GA3P) a dihydroxyaceton fosfáty (DHAP).

Glukoneogeneze je biosyntéza glukózy z pyruvátu a dalších meziproduktů. Využívá všechny glykolytické enzymy, které katalyzují reakce, jejichž biochemická standardní variace Gibbsovy energie je v rovnováze (ΔGº '~ 0). Z tohoto důvodu mají glykolýza a glukoneogeneze běžné intermediáty, včetně GA3P a DHAP.

Dráha pentózového fosfátu sestává ze dvou stupňů: oxidační fáze pro glukózu-6-fosfát a další pro tvorbu NADPH a ribóza-5-fosfátu. Ve druhé fázi je 5-fosfát ribózy přeměněn na glykolýzové meziprodukty, F1,6BP a GA3P.

Trojice a Calvinův cyklus

Fotosyntéza je rozdělena do dvou fází. V první, na světlo závislé reakce, které produkují NADPH a ATP. Tyto látky se používají ve druhé fázi, ve které dochází k fixaci oxidu uhličitého a tvorbě hexóz z triosu cestou známou jako Calvinův cyklus.

V Calvin cyklu, enzym ribulosa 1,5-bisfosfát karboxylázy / oxygenázy (RuBisCO) katalyzuje kovalentní CO ₂ na pentosa ribulosa 1,5-bisfosfát a přestávky nestabilní šesti uhlíkových meziproduktu do dvou molekul tři atomy uhlíku: 3-fosfoglycerát.

Enzymatickými reakcemi, které zahrnují fosforylaci a redukci 3-fosfoglycerátu, za použití ATP a NADP, se vytváří GA3P. Tento metabolit je přeměněn na fruktózu 1,6-bisfosfát (F1,6BP) metabolickou cestou podobnou glukoneogenezi.

Působením fosfatázy se F1,6BP převádí na fruktóza-6-fosfát. Pak fosfohexosová izomeráza produkuje glukózu 6-fosfát (Glc6P). Nakonec epimeráza přeměňuje Glc6P na 1-fosfát glukózy, který se používá pro biosyntézu škrobu.

Triosy a lipidy biologických membrán a adipocytů

GA3P a DHAP mohou tvořit glycerol fosfát, který je nezbytným metabolitem pro biosyntézu triacylglycerolů a glycerolipidů. Je tomu tak proto, že oba trioses fosfáty mohou být interkonvertovány reakcí katalyzovanou triose fosfát izomerázou, která udržuje obě triosy v rovnováze.

Enzym glycerol-fosfát dehydrogenáza katalyzuje oxidačně-redukční reakci, ve které NADH daruje elektronový pár DHAP za vzniku glycerol 3-fosfátu a NAD ⁺. L-glycerol 3-fosfát je součástí fosfolipidového skeletu, který je strukturální součástí biologických membrán.

Glycerol je prochirální, postrádá asymetrické uhlíky, ale když jeden z jeho dvou primárních alkoholů tvoří fosfoester, lze jej správně nazvat L-glycerol 3-fosfát nebo D-glycerol 3-fosfát.

Glycerofosfolipidy se také nazývají fosfoglyceridy, které jsou pojmenovány jako deriváty kyseliny fosfatidové. Fosfoglyceridy mohou tvořit fosfoacylglyceroly vytvářením esterových vazeb se dvěma mastnými kyselinami. V tomto případě je výsledným produktem 1,2-fosfodiacylglycerol, který je důležitou součástí membrán.

Glycerofosfatáza katalyzuje hydrolýzu fosfátové skupiny glycerol 3-fosfátu za vzniku glycerolu plus fosfátu. Glycerol může sloužit jako výchozí metabolit pro biosyntézu triacylglyceridů, které jsou běžné v adipocytech.

Triosy a membrány archaebakterií

Podobně jako eubakterie a eukaryoty je glycerol 3-fosfát tvořen z triosfosfátu (GA3P a DHAP). Existují však rozdíly: první je, že glycerol 3-fosfát v membránách archaebakterií má konfiguraci L, zatímco v membránách eubakterií a eukaryotů má konfiguraci D.

Druhým rozdílem je, že membrány archaebakterií vytvářejí esterové vazby se dvěma dlouhými uhlovodíkovými řetězci isoprenoidových skupin, zatímco v eubakteriích a eukaryotech tvoří glycerol esterové vazby (1,2-diacylglycerol) se dvěma uhlovodíkovými řetězci mastných kyselin.

Třetím rozdílem je to, že v membránách archaebakterií se substituenty fosfátové skupiny a glycerol 3-fosfátu liší od substituentů eubakterií a eukaryot. Například fosfátová skupina je připojena k disacharidu a-glukopyranosyl- (1®2) - P-galaktofuranózy.

Reference

Cui, SW 2005. Sacharidy potravin: chemie, fyzikální vlastnosti a aplikace. CRC Press, Boca Raton.
de Cock, P., Mäkinen, K, Honkala, E., Saag, M., Kennepohl, E., Eapen, A. 2016. Erythritol je účinnější než xylitol a sorbitol při řízení koncových zdravotních parametrů v ústech. Mezinárodní žurnál stomatologie.
Nelson, DL, Cox, MM 2017. Lehningerovy principy biochemie. WH Freeman, New York.
Sinnott, ML 2007. Struktura a mechanismus uhlohydrátové chemie a biochemie. Královská společnost chemie, Cambridge.
Stick, RV, Williams, SJ 2009. Sacharidy: základní molekuly života. Elsevier, Amsterdam.
Voet, D., Voet, JG, Pratt, CW 2008. Základy biochemie - život na molekulární úrovni. Wiley, Hoboken.

TRIÓZA: VLASTNOSTI A FUNKCE V TĚLE - BIOLOGIE - 2025