Ang ribulose ay isang asukal na monosaccharide o karbohidrat na naglalaman ng limang carbon atoms at ketone functional group sa istruktura nito, upang ito ay kasama sa pangkat ng ketopentoses.
Ang apat at limang carbon na mga ketose ay pinangalanan sa pamamagitan ng pagpasok ng infix "ul" sa pangalan ng kaukulang aldose. Kaya, ang D-ribulose ay ang ketopentose na tumutugma sa D-ribose, isang aldopentose.
Pag-asa ng Fisher para sa Ribulose (Pinagmulan: NEUROtiker sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)
Ang asukal na ito ay nakikilahok sa form na D-ribulose bilang isang tagapamagitan sa iba't ibang mga metabolic path, tulad ng sa Calvin cycle, halimbawa. Habang sa ilang mga bakterya ng genera tulad ng Acetobacter at Gluconobacter ay ang L-ribose na nakuha bilang panghuling metabolic product. Para sa kadahilanang ito, ang mga microorganism na ito ay ginagamit para sa kanilang synthesis sa isang antas ng pang-industriya.
Ang ilang mga compound na nagmula sa ribulose ay isa sa pangunahing mga intermediate compound sa landas ng pentose phosphate. Ang landas na ito ay inilaan upang makabuo ng NADPH, isang mahalagang cofactor na gumana sa nucleotide biosynthesis.
Mayroong mga mekanismo ng pang-industriya upang synthesize ang L-ribulose bilang isang nakahiwalay na compound. Ang unang paraan ng paghihiwalay na kung saan nakuha ito ay binubuo ng paraan ng paghihiwalay ng Levene at La Forge mula sa L-xylose.
Sa kabila ng mahusay na pagsulong sa mga pang-industriya na pamamaraan para sa synthesis at paglilinis ng mga compound ng kemikal, ang L-ribulose ay hindi nakuha bilang isang nakahiwalay na monosaccharide, na nakuha sa pinagsamang mga praksyon ng L-ribose at L-arabinose.
Ang pamamaraan upang makakuha ng L-ribulose na pinaka ginagamit sa kasalukuyan ay ang paglilinis mula sa G luconobacte frateurii IFO 3254. Ang species na ito ng bakterya ay may kakayahang makaligtas sa mga acidic na kondisyon at may isang landas ng oksihenasyon mula sa ribitol hanggang L-ribulose.
katangian
Ang ribulose bilang isang synthesized, kinuha at purified reagent na madalas na natagpuan bilang L-ribulose, ay isang solid, puti, mala-kristal na sangkap na organik. Tulad ng lahat ng mga karbohidrat, ang monosaccharide na ito ay natutunaw sa tubig at may mga karaniwang katangian ng mga polar na sangkap.
Tulad ng karaniwan para sa natitirang mga saccharides, ang ribulose ay may parehong bilang ng mga atom at oxygen atoms, at dalawang beses ang halagang ito sa mga hydrogen atoms.
Ang pinaka-karaniwang form na kung saan ang ribulose ay matatagpuan sa likas na katangian ay may kaugnayan sa iba't ibang mga substituents at bumubuo ng mga kumplikadong istruktura, na karaniwang phosphorylated, tulad ng ribulose 5-phosphate, ribulose 1,5-bisphosphate, bukod sa iba pa.
Ang mga compound na ito ay karaniwang kumikilos bilang mga tagapamagitan at transportasyon o "mga sasakyan" para sa mga grupo ng pospeyt sa iba't ibang mga cellular metabolic path kung saan sila nakikilahok.
Istraktura
Ang molekulang ribulose ay may gitnang balangkas ng limang carbon atoms at isang pangkat ng ketone sa carbon sa posisyon na C-2. Tulad ng naunang nabanggit, ang gumaganang pangkat na ito ay nagpoposisyon sa loob ng mga ketose bilang ketopentose.
Mayroon itong apat na hydroxyl group (-OH) na nakakabit sa apat na mga carbons na hindi nakakabit sa pangkat ng ketone at ang apat na karbohang ito ay puspos ng mga atom ng hydrogen.
Ang molekula ng ribulosa ay maaaring kinakatawan ayon sa projection ng Fisher sa dalawang anyo: D-ribulose o L-ribulose, ang L-form ay ang stereoisomer at enantiomer ng D-form at kabaligtaran.
Ang pag-uuri ng form na D o L ay nakasalalay sa oryentasyon ng mga pangkat ng hydroxyl ng unang carbon atom pagkatapos ng grupong ketone. Kung ang pangkat na ito ay nakatuon sa kanang bahagi, ang molekula na kumakatawan sa Fisher ay tumutugma sa D-ribulose, kung hindi man kung ito ay patungo sa kaliwang bahagi (L-ribulose).
Sa pag-asa ng Haworth, ang ribulose ay maaaring kinakatawan sa dalawang karagdagang mga istraktura depende sa oryentasyon ng pangkat na hydroxyl ng anomalikong atom atom. Sa posisyon the ang hydroxyl ay nakatuon sa itaas na bahagi ng molekula; habang ang posisyon α orients ang hydroxyl patungo sa ilalim.
Sa gayon, ayon sa pag-asa ng Haworth, maaaring mayroong apat na posibleng mga form: β-D-ribulose, α-D-ribulose, β-L-ribulose o α-L-ribulose.
Haworth projection para sa Ribulofuranose (Pinagmulan: NEUROtiker sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)
Mga Tampok
Landas ng pospose
Karamihan sa mga cell, lalo na ang mga patuloy at mabilis na paghati, tulad ng buto ng utak, bituka mucosa, at mga cell ng tumor, ay gumagamit ng ribulose-5-phosphate, na isomerized sa ribose-5-phosphate sa ang oxidative pathway ng pentose phosphate, upang makagawa ng mga nucleic acid (RNA at DNA) at coenzymes tulad ng ATP, NADH, FADH2 at coenzyme A.
Ang phase ng oxidative na ito ng pentose phosphate ay may kasamang dalawang oxidations na nag-convert ng glucose 6-pospeyt sa ribulose 5-phosphate, na binabawasan ang NADP + sa NADPH.
Bilang karagdagan, ang ribulose-5-phosphate ay hindi direktang nag-oaktibo ng phosphofruct kinase, isang mahalagang enzyme ng glycolytic pathway.
Ikot ng Calvin
Ang siklo ng Calvin ay ang siklo ng pag-aayos ng carbon na naganap sa photosynthetic organismo pagkatapos ng unang reaksyon ng fotosintesis.
Napatunayan ito sa pamamagitan ng pagmamarka ng mga pamamaraan sa mga pagsubok na isinagawa ng iba't ibang mga mananaliksik, na sa pamamagitan ng pagmamarka ng carbon sa posisyon ng C-1 ng ribulose-1,5-bisphosphate, ang carbon dioxide ay naayos sa intermediate na ito sa panahon ng pagbibigay ng siklo ng Calvin nagmula sa dalawang 3-phosphoglycerate molekula: ang isa ay may label at ang isa ay hindi binibigkas.
Ang RuBisCO (Ribulose 1,5-bisphosphate carboxylase / oxygenase) ay itinuturing na pinaka-masaganang enzyme sa planeta at gumagamit ng ribulose 1,5-bisphosphate bilang isang substrate upang paganahin ang pagsasama ng carbon dioxide at ang paggawa ng 1,3-diphosphoglycerate. sa siklo ng Calvin.
Ang pagkasira ng hindi matatag na intermediate na ito, 1,3-diphosphoglycerate, ng anim na carbon atoms, ay dinaloy ng RuBisCO, na kung saan ay pinapamagitan ng pagbuo ng dalawang molekula ng 3 carbon atoms (3-phosphoglycerate).
Mga function sa bakterya
Ang Enol-1-O-carboxyphenylamino-1-deoxyribulose phosphate ay nakikilahok bilang isang intermediate metabolite sa biosynthesis ng tryptophan mula sa chorismate sa bakterya at halaman. Sa hakbang na ito, ang isang molekula ng carbon dioxide at isa sa tubig ay pinakawalan, na gumagawa din ng isang molekula ng indole-3-glycerol-phosphate.
Ang bakterya ay gumagamit ng L-ribulose din sa mga landas na ginagamit para sa metabolismo ng etanol. Bukod dito, ang mga microorganism na ito ay nagtataglay ng isang enzyme na kilala bilang L-arabinose isomerase, na nagpabago ng arabinose upang synthesize ang L-ribulose.
L-ribulose kinase phosphory template ang downstream metabolite na ito upang mabuo ang L-ribulose-5-phosphate, na maaaring makapasok sa landas ng pentose phosphate para sa paggawa ng mga sugars para sa mga nucleic acid backbones at iba pang mahahalagang molekula.
Mga Sanggunian
- Ahmed, Z. (2001). Ang paggawa ng natural at bihirang mga pentoses na gumagamit ng mga microorganism at ang kanilang mga enzyme. Electronic Journal of Biotechnology, 4 (2), 13-14.
- Ahmed, Z., Shimonishi, T., Bhuiyan, SH, Utamura, M., Takada, G., & Izumori, K. (1999). Ang biochemical na paghahanda ng L-ribose at L-arabinose mula sa ribitol: isang bagong diskarte. Journal ng bioscience at bioengineering, 88 (4), 444-448
- Tapusin, P. (Ed.). (2013). Mga karbohidrat: mga istruktura, syntheses at dinamika. Springer Science & Business Media.
- Murray, R., Bender, D., botham, KM, Kennelly, PJ, Rodwell, V., & Weil, PA (2012). Isinalarawan ng Harpers Biochemistry 29 / E. Ed Mc Graw Hill LANGE, China
- Nelson, DL, Lehninger, AL, & Cox, MM (2008). Mga prinsipyo ng Lehninger ng biochemistry. Macmillan.
- Stick, RV (2001). Mga karbohidrat: ang matamis na mga molekula ng buhay. Elsevier.