ERYTHROSA: MGA KATANGIAN, ISTRAKTURA, PAG-ANDAR - BIOLOGY - 2025

Ang erythrose ay isang monosaccharide, pagkakaroon ng apat na carbons, na may mga empirical formula C ₄ H ₈ O ₄ . Mayroong dalawang apat na carbon carbon (tetroses) na nagmula sa glyceraldehyde: erythrose at treose, kapwa pagiging polyhydroxy-aldehydes (aldoses). Ang Erythrulose ay ang tanging tetrose na isang polyhydroxy ketone (ketosis). Ito ay nagmula sa dihydroxyacetone.

Sa tatlong tetroses (erythrose, treose, erythrulose) ang pinaka-karaniwang ay erythrose, na matatagpuan sa metabolic pathway tulad ng pentose phosphate pathway, ang Calvin cycle, o ang mahahalagang at aromatic amino path biosynthesis na landas.

Pinagmulan: Ed (Edgar181)

Istraktura

Ang carbon atom one (C-1) ng erythrose ay ang carbonyl carbon ng isang aldehyde group (-CHO). Ang mga carbon atoms 2 at 3 (C-2 at C-3) ay dalawang pangkat na hydroxymethylene (-CHOH), na pangalawang alcohol. Ang carbon atom 4 (C-4) ay isang pangunahing alkohol (-CH ₂ OH).

Ang mga asukal na may pagsasaayos ng D, tulad ng erythrose, ay higit na sagana kaysa sa mga sugars na may pagsasaayos ng L. Ang Erythrose ay may dalawang chiral carbons C-2 at C-3, na mga asymmetric center.

Sa Fisher projection ng erythrose, ang asymmetric carbon na pinakamalayo mula sa carbonyl group ng aldehyde ay may D-glyceraldehyde na pagsasaayos. Samakatuwid, ang pangkat ng hydroxyl (-OH) ng C-3 ay inilalarawan sa kanan.

Ang D-erythrose ay naiiba sa D-treose sa pagsasaayos sa paligid ng asymmetric carbon C-2: sa balangkas ni Fisher, ang pangkat na hydroxyl (-OH) ng D-erythrose ay nasa kanan. Sa kabilang banda, sa D-treosa ito ay nasa kaliwa.

Ang pagdaragdag ng isang pangkat na hydroxymethylene sa D-erythrose ay lumilikha ng isang bagong sentro ng chiral. Dalawang limang carbon na asukal (pentoses) ng D-pagsasaayos ay nabuo, na: D-ribose at D-arabinose, na naiiba sa pagsasaayos ng C-2.

katangian

Sa mga cell, ang erythrose ay nasa anyo ng erythrose 4-phosphate at ginawa mula sa iba pang mga phosphorylated sugars. Ang phosphorylation ng mga sugars ay may pagpapaandar sa pagtaas ng kanilang potensyal na enerhiya ng hydrolysis (o pagkakaiba-iba ng Gibbs ng enerhiya, ΔG).

Ang pag-andar ng kemikal na phosphorylated sa mga sugars ay ang pangunahing alkohol (-CH ₂ OH). Ang mga carbons ng erythrose 4-phosphate ay nagmula sa glucose.

Sa panahon ng glycolysis (o pagbasag ng molekula ng glucose para sa enerhiya), ang pangunahing pangkat ng hydroxyl ng C-6 sa glucose ay phosphorylated sa pamamagitan ng paglilipat ng isang grupo ng pospeyt mula sa adenosine triphosphate (ATP). Ang reaksyon na ito ay na-catalyzed ng enzyme hexokinase.

Sa kabilang banda, ang synthesis ng kemikal ng mga maikling asukal, tulad ng D-erythrose, ay nagaganap sa pamamagitan ng oksihenasyon ng 4,6-0-ethylidene-O-glucose na periodate, na sinusundan ng hydrolysis ng acetal singsing.

Bilang kahalili, kahit na hindi ito maaaring maisagawa sa isang may tubig na solusyon, ang tetraacetate ay maaaring magamit, na pinuputol ang mga a-diols at mas stereospecific kaysa sa pana-panahong ion. Ang O-glucose ay na-oxidized sa pagkakaroon ng acetic acid, na bumubuo ng 2,3-di-O-formyl-D-erythrose, ang hydrolysis na gumagawa ng D-erythrose.

Maliban sa erythrose, ang monosaccharides ay nasa kanilang cyclic form kapag sila ay crystallized o sa solusyon.

Pag-andar

Ang erythrose 4-phosphate ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa mga sumusunod na metabolic pathway: pentose phosphate pathway, Calvin cycle, at mga mahahalagang at aromatic amino acid biosynthesis landas. Ang papel ng erythrose 4-phosphate sa bawat isa sa mga daanan na ito ay inilarawan sa ibaba.

Landas ng pospose

Ang layunin ng landas ng pentose phosphate ay upang makabuo ng NADPH, na kung saan ay ang pagbawas ng kapangyarihan ng mga selula, at ribose 5-pospeyt, kinakailangan para sa biosynthesis ng mga nucleic acid sa pamamagitan ng mga reaksiyong oxidative. Ang panimulang metabolite ng daang ito ay glucose 6-phosphate.

Ang sobrang ribose 5-phosphate ay na-convert sa mga glycolytic intermediates. Para sa mga ito, ang dalawang mababalik na hakbang ay kinakailangan: 1) isomerization at epimerization reaksyon; 2) pagputol ng mga reaksyon at pagbuo ng mga bono ng CC na nagbabago ng mga pentoses, xylulose 5-phosphate at ribose 5-phosphate, sa fructose 6-phosphate (F6P) at glyceraldehyde 3-phosphate (GAP).

Ang ikalawang hakbang ay isinasagawa ng mga transaldolases at transketolases. Ang catalolase ay catalyzes ang paglipat ng tatlong carbon atoms (C ₃ unit ) mula sa sedoheptulose 7-phosphate sa GAP, na gumagawa ng erythrose 4-phosphate (E4P).

Kinakalkula ng Transketolase ang paglipat ng dalawang carbon atoms (C ₂ unit ) mula sa xylulose 5-phosphate sa E4P at bumubuo ng GAP at F6P.

Ikot ng Calvin

Sa kurso ng fotosintesis, ang ilaw ay nagbibigay ng enerhiya na kinakailangan para sa biosynthesis ng ATP at NADPH. Ang mga reaksyon sa pag-aayos ng carbon ay gumagamit ng ATP at NADPH upang mabawasan ang carbon dioxide (CO ₂ ) at mabuo ang triate phosphate sa pamamagitan ng siklo ng Calvin. Pagkatapos, ang mga pagsubok na nabuo sa siklo ng Calvin ay binago sa sukat at almirol.

Ang siklo ng Calvin ay nahahati sa sumusunod na tatlong yugto: 1) ang pag-aayos ng CO ₂ sa 3-phosphoglycerate; 2) pagbabago ng 3-phosphoglycerate sa GAP; at 3) pagbabagong-buhay ng ribulose 1,5-bisphosphate mula sa triose phosphate.

Sa ikatlong yugto ng siklo ng Calvin, nabuo ang E4P. Ang isang transketolase na naglalaman ng thiamine pyrophosphate (TPP) at nangangailangan ng Mg ⁺² , catalyzing ang paglipat ng isang C ₂ unit mula F6P hanggang GAP, at bumubuo ng xylulose pentose 5-phosphate (Xu5P) at E4P tetrose.

Pinagsasama ang isang aldolase, sa pamamagitan ng kondensasyon ng aldol, Xu5P at E4P upang mabuo ang heptose sedoheptulose 1,7-bisphosphate. Pagkatapos ay sundin ang dalawang reaksyon ng enzymatic na sa wakas ay gumagawa ng mga pagsubok at pentoses.

Mga landas para sa biosynthesis ng mahahalaga at aromatic amino acid

Ang Erythrose 4-phosphate at phosphoenolpyruvate ay ang metabolic precursors para sa biosynthesis ng tryptophan, phenylalanine, at tyrosine. Sa mga halaman at bakterya, ang chorismate biosynthesis ay nagaganap muna, na kung saan ay isang intermediate sa biosynthesis ng aromatic amino acid.

Ang chorismate biosynthesis ay nagaganap sa pamamagitan ng pitong reaksyon, ang lahat ay na-catalyzed ng mga enzymes. Halimbawa, ang hakbang 6 ay na-catalyzed ng enzyme 5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate, na mapagkumpitensya na hinarang ng glyphosate ( ^- COO-CH ₂ -NH-CH ₂ -PO ₃ ^-2 ). Ang huli ay ang aktibong sangkap sa kontrobersyal na herbicide RoundUp ng Bayer-Monsanto.

Ang Chorismate ay ang paunang hakbang sa biosynthesis ng tryptophan sa pamamagitan ng metabolic pathway na nagsasangkot ng anim na mga hakbang sa enzyme-catalyzed. Sa pamamagitan ng isa pang daanan, ang chorismate ay nagsisilbi sa biosynthesis ng tyrosine at phenylalanine.

Mga Sanggunian

1. Belitz, HD, Grosch, W., Schieberle, P. 2009. Chemistry ng Pagkain, Springer, New York.
2. Collins, PM 1995. Monosaccharides. Ang kanilang Chemistry at Ang kanilang mga Papel sa Mga Likas na Produkto. John Wiley at Anak. Chichester.
3. Miesfeld, RL, McEvoy, MM 2017. Biochemistry. WW Norton, New York.
4. Nelson, DL, Cox, MM 2017. Lehninger na mga prinsipyo ng biochemistry. WH Freeman, New York.
5. Voet, D., Voet, JG, Pratt, CW 2008. Mga pundasyon ng biochemistry: buhay sa antas ng molekular. Wiley, Hoboken.