GLYCERALDEHYDE 3-PHOSPHATE (G3P): ISTRAKTURA, PAG-ANDAR - BIOLOGY - 2025

Ang glyceraldehyde 3-phosphate (GAP) ay isang metabolite ng glycolysis (ang pangalan ay nagmula sa Greek; glicos = matamis o asukal; lysis = rupture), na kung saan ay isang metabolic pathway na nagpalit ng glucose ng glucose sa dalawang molekula ng pyruvate sa gumawa ng enerhiya sa anyo ng adenosine trifosfat (ATP).

Sa mga cell, ang glyceraldehyde 3-phosphate ay nag-uugnay sa glycolysis na may gluconeogenesis at ang landas ng pentose phosphate. Sa mga photosynthetic na organismo, ang glyceraldehyde 3-phosphate, na nagmula sa pag-aayos ng carbon dioxide, ay ginagamit para sa biosynthesis ng mga sugars. Sa atay, ang metabolismo ng fructose ay gumagawa ng GAP, na isinasama sa glycolysis.

Pinagmulan: Benjah-bmm27

Istraktura

Ang Glyceraldehyde 3-phosphate ay isang asukal sa phosphorylated na may tatlong karbola. Ang pormasyong empirikal nito ay C ₃ H ₇ O ₆ P. Ang pangkat ng aldehyde (-CHO) ay carbon 1 (C-1), ang pangkat na hydroxymethylene (-CHOH) ay carbon 2 (C-2) at ang pangkat na hydroxymethyl ( -CH ₂ OH) ay carbon 3 (C3). Ang huli ay bumubuo ng isang bono sa pangkat na pospeyt (phosphoester bond).

Ang pagsasaayos ng glyceraldehyde 3-phosphate sa chiral C-2 ay D. Sa pamamagitan ng kumbensyon, na may kaugnayan sa chiral carbon, sa Fischer projection ang aldehyde group ay kinakatawan pataas, ang pangkat na hydroxymethylphosphate pababa, ang pangkat ng hydroxyl pababa. kanan at ang hydrogen atom sa kaliwa.

katangian

Ang Glyceraldehyde 3-phosphate ay may isang molekular na masa ng 170.06 g / mol. Ang standard na pagbabago ng enerhiya ng Gibbs (ΔGº) para sa anumang reaksyon ay dapat kalkulahin sa pamamagitan ng pagdaragdag ng pagbabago sa libreng enerhiya ng mga produkto, at pagbabawas ng kabuuan ng pagbabago sa libreng enerhiya ng mga reaksyon.

Sa ganitong paraan, ang malayang pagkakaiba-iba ng enerhiya (ΔGº) ng pagbuo ng glyceraldehyde 3-phosphate ay tinutukoy, na kung saan ay -1,285 KJ × mol ^-1 . Sa pamamagitan ng kombensyon, sa karaniwang estado ng 25ºC at 1 atm, ang libreng enerhiya ng mga dalisay na elemento ay zero.

Mga Tampok

Glycolysis at gluconeogenesis

Ang Glycolysis ay naroroon sa lahat ng mga cell. Nahahati ito sa dalawang phase: 1) yugto ng pamumuhunan ng enerhiya at synthesis ng mga metabolites na may mataas na potensyal na paglipat ng pospeyt na grupo, tulad ng glyceraldehyde 3-phosphate (GAP); 2) hakbang na synthesis ng ATP mula sa mga molekula na may mataas na potensyal na paglipat ng potensyal na grupo.

Ang Glyceraldehyde 3-phosphate at dihydroxyacetone phosphate ay nabuo mula sa fructose 1,6-bisphosphate, isang reaksyon na napalaki ng enzyme aldolase. Ang Glyceraldehyde 3-phosphate ay na-convert sa 1,3-bisphosphoglycerate (1,3BPG), sa pamamagitan ng isang reaksyon na napalaki ng enzyme GAP dehydrogenase.

GAP dehydrogenase catalyzes ang oksihenasyon ng karbon ng aldehyde at naglilipat ng isang pangkat na pospeyt. Kaya, ang isang halo-halong anhydride (1,3BPG) ay nabuo kung saan ang pangkat ng acyl at ang phosphorus atom ay madaling kapitan ng reaksyon ng pag-atake sa nucleophilic.

Susunod, sa isang reaksyon na na-catalyzed ng 3-phosphoglycerate kinase, ang 1,3BPG ay naglilipat ng pospeyt mula sa carbon 1 hanggang ADP, na bumubuo ng ATP.

Dahil ang mga reaksyon ay na-catalyzed ng aldolase, ang GAP dehydrogenase at 3-phosphoglycerate kinase ay nasa balanse (ΔGº ~ 0), sila ay mababalik, sa gayon ay naging bahagi ng landas ng gluconeogenesis (o ang bagong synthesis ng glucose ).

Ang landas ng pentose phosphate at ang ikot ng Calvin

Sa landas ng pentose phosphate, ang glyceraldehyde 3-phosphate (GAP) at fructose 6-phosphate (F6P) ay nabuo sa pamamagitan ng pagputol ng mga reaksyon at pagbuo ng mga bono ng CC, mula sa pentoses, xylulose 5-phosphate at ribose 5 -phosphate.

Ang Glyceraldehyde 3-phosphate ay maaaring sundin ang landas ng gluconeogenesis at bumubuo ng glucose 6-phosphate, na nagpapatuloy sa landas ng pentose phosphate. Ang glucose ay maaaring ganap na ma-oxidized upang makagawa ng anim na molekulang CO _{2 sa} pamamagitan ng hakbang na oksihenatibong hakbang ng pentose phosphate path.

Sa siklo ng Calvin, ang CO ₂ ay naayos bilang 3-phosphoglycerate, sa isang reaksyon na napalaki ng ribulose bisphosphate carboxylase. Ang 3-phosphoglycerate ay pagkatapos ay nabawasan ng NADH sa pamamagitan ng pagkilos ng isang enzyme na tinatawag na GAP dehydrogenase.

Ang mga molekula ng GAP ay kinakailangan para sa biosynthesis ng isang hexose, tulad ng glucose, na ginagamit para sa biosynthesis ng starch o cellulose sa mga halaman.

Fruktosa metabolismo

Ang enzym ng fructokinase ay catalyzes ang phosphorylation ng fructose ng ATP sa C-1, na bumubuo ng fructose 1-phosphate. Ang Aldolase A, na natagpuan sa kalamnan, ay tiyak para sa fructose 1,6-bisphosphate bilang isang substrate. Ang Aldolase B ay matatagpuan sa atay at tiyak para sa fructose 1-phosphate bilang isang substrate.

Ang Aldolase B ay nagpapagana sa aldol breakdown ng fructose 1-phosphate at gumagawa ng dihydroxyacetone phosphate at glyceraldehyde. Glyceraldehyde kinase catalyzes ang phosphorylation ng glyceraldehyde ng ATP, na bumubuo ng isang glycolytic intermediate, glyceraldehyde 3-phosphate (GAP).

Sa ibang paraan, ang glyceraldehyde ay binago sa gliserol sa pamamagitan ng isang alkohol na dehydrogenase na gumagamit ng NADH bilang isang substrate ng elektron na donor. Glycerol kinase pagkatapos ay ang mga phosphory template gliserol sa pamamagitan ng ATP, na bumubuo ng gliserol phosphate. Ang huli na metabolite ay wikang binibigkas, na bumubuo ng dihydroxyacetone phosphate (DHAP) at NADH.

Ang DHAP ay na-convert sa GAP ng enzyme na magtagumpay ng phosphate isomerase. Sa ganitong paraan, ang fructose ay na-convert sa mga metabolite ng glycolysis. Gayunpaman, ang fructose na ibinigay intravenously ay maaaring maging sanhi ng malubhang pinsala, na binubuo ng marahas na pag-ubos ng intracellular phosphate at ATP. Lactic acidosis kahit na nangyayari.

Ang pinsala ng fructose ay dahil sa ang katunayan na wala itong mga itinakdang puntos na karaniwang mayroon ang glucose catabolismo. Una, ang fructose ay pumapasok sa mga kalamnan sa pamamagitan ng GLUT5, na independiyenteng ng insulin.

Pangalawa, ang fructose ay direktang na-convert sa GAP at sa gayon ay lumalagay sa regulasyon ng enzyme phosphofruct kinase (PFK) sa simula ng glycolysis.

Via Entner-Doudoroff

Ang Glycolysis ay ang unibersal na landas para sa glucose na glucose. Gayunpaman, ang ilang mga bakterya ay halili na gumagamit ng path ng Entner-Doudoroff. Ang landas na ito ay nagsasangkot ng anim na mga hakbang na naparalisa ng mga enzyme, kung saan ang glucose ay binago sa GAP at pyruvate, na kung saan ay dalawang mga produkto ng pagtatapos ng daang ito.

Ang GAP at pyruvate ay binago sa ethanol sa pamamagitan ng mga reaksyon ng alkohol na pagbuburo.

Mga Sanggunian

1. Berg, JM, Tymoczco, JL, Stryer, L. 2015. Biochemistry. Isang maikling kurso. WH Freeman, New York.
2. Miesfeld, RL, McEvoy, MM 2017. Biochemistry. WW Norton, New York.
3. Nelson, DL, Cox, MM 2017. Lehninger na mga prinsipyo ng biochemistry. WH Freeman, New York.
4. Salway JG 2004. Metabolismo nang isang sulyap. Blackwell, Malden.
5. Voet, D., Voet, JG, Pratt, CW 2008. Mga pundasyon ng biochemistry: buhay sa antas ng molekular. Wiley, Hoboken.