ЕРИТРОЗА: КАРАКТЕРИСТИКЕ, СТРУКТУРА, ФУНКЦИЈЕ - БИОЛОГИЈА - 2025

Еритроза је моносахарида, поседује четири атома угљеника, уз са емпиријском формулом Ц ₄ Х ₈ О ₄ . Постоје два четворо-угљеника шећера (тетрозе) изведена из глицералдехида: еритроза и триоза, оба су полихидрокси-алдехиди (алдозе). Еритрулоза је једина тетроза која је полихидрокси кетон (кетоза). Изводи се из дихидроксиацетона.

Од три тетрозе (еритроза, треза, еритрулоза) најчешћи је еритроза која се налази у метаболичким путевима као што су пут пентозног фосфата, Цалвин циклус или основни и ароматични путеви биосинтезе аминокиселина.

Извор: Ед (Едгар181)

Структура

Један атом угљеника (Ц-1) еритроцита је карбонилни угљеник алдехидне групе (-ЦХО). Атоми угљеника 2 и 3 (Ц-2 и Ц-3) су две хидроксиметиленске групе (-ЦХОХ), које су секундарни алкохоли. Угљеников атом 4 (Ц-4) је примарни алкохол (-ЦХ ₂ ОХ).

Шећери са Д конфигурацијом, као што је еритроза, обилнији су од шећера са конфигурацијом Л. Еритроцита има два кирална угљеника Ц-2 и Ц-3, који су асиметрични центри.

У Фисхеровој пројекцији еритрозе, асиметрични угљеник, најудаљенији од карбонилне групе алдехида, има Д-глицералдехид конфигурацију. Због тога је хидроксилна група (-ОХ) Ц-3 приказана са десне стране.

Д-еритроза се од Д-трезе разликује у конфигурацији око асиметричног угљеника Ц-2: на Фисхеровој парцели је хидроксилна група (-ОХ) Д-еритрозе са десне стране. Напротив, на Д-треоси је лево.

Додавање хидроксиметиленске групе у Д-еритрозу ствара нови кирални центар. Формирају се два шећера од угљеника (пентозе) Д-конфигурације, наиме: Д-рибоза и Д-арабиноза, који се разликују у Ц-2 конфигурацији.

карактеристике

У ћелијама је еритроза у облику еритроз 4-фосфата и производи се из других фосфорилираних шећера. Фосфорилација шећера има функцију повећања енергетског потенцијала хидролизе (или Гиббсове варијације енергије, ΔГ).

Хемијска функција која фосфорилише шећерима је примарни алкохол (-ЦХ ₂ ОХ). Угљеници 4-фосфата еритрозе потичу из глукозе.

За време гликолизе (или распада молекула глукозе ради енергије), примарна хидроксилна група Ц-6 у глукози се фосфорилира преношењем фосфатне групе из аденосин трифосфата (АТП). Ову реакцију катализује ензим хекокиназа.

С друге стране, хемијска синтеза кратких шећера, као што је Д-еритроза, одвија се оксидацијом периода 4,6-0-етилиден-О-глукозе, након чега следи хидролиза ацеталног прстена.

Алтернативно, иако се не може извести у воденом раствору, може се користити тетраацетат који реже а-диоле и такође је стереоспецифичнији од периодата јон. О-глукоза се оксидује у присуству сирћетне киселине, формирајући 2,3 ди-О-формил-Д-еритрозу, чија хидролиза ствара Д-еритрозу.

С изузетком еритрозе, моносахариди су у цикличном облику када се кристалишу или у раствору.

Функција

Еритроцит 4-фосфат игра важну улогу у следећим метаболичким путевима: пентоз фосфатни пут, Цалвин циклус и есенцијални и ароматични путеви биосинтезе аминокиселина. Улога еритроз 4-фосфата у сваком од ових путева описана је доле.

Пентосе фосфатни пут

Сврха пентоз фосфатног пута је да произведе НАДПХ, који је редуцирајућа снага ћелија, и рибоза 5-фосфат, неопходан за биосинтезу нуклеинских киселина путем оксидативних реакција. Почетни метаболит овог пута је глукоза 6-фосфат.

Вишак 5-фосфата рибозе претвара се у гликолитичке интермедијаре. За то су потребна два реверзибилна корака: 1) реакције изомеризације и епимеризације; 2) реакције сечења и формирања ЦЦ веза које трансформишу пентозу, ксилулозу 5-фосфат и рибозу 5-фосфат, у фруктозу 6-фосфат (Ф6П) и глицералдехид 3-фосфат (ГАП).

Други корак се изводи преко трансалдолазе и транскетолазе. Трансалдолаза катализује трансфер три атома угљеника (Ц ₃ јединица ) од седохептулоза 7-фосфат ГАП, производећи еритроза 4-фосфат (Е4П).

Транскетолаза катализује трансфер два атома угљеника (Ц ₂ јединица ) од ксилулоза 5-фосфат у Е4П и облика ГАП и Ф6П.

Цалвин циклус

Током фотосинтезе светлост пружа енергију потребну за биосинтезу АТП-а и НАДПХ. Реакције фиксације угљеника користе АТП и НАДПХ за смањење угљен-диоксида (ЦО ₂ ) и формирање триозног фосфата кроз Цалвин циклус. Затим се триозе формиране у Цалвин циклусу трансформишу у сахарозу и скроб.

Калвинов циклус је подељен на следеће три фазе: 1) фиксација ЦО ₂ у 3-фосфоглицерату; 2) трансформација 3-фосфоглицерата у ГАП; и 3) регенерација 1,5-бисфосфата рибулозе из триозног фосфата.

У трећој фази Цалвин циклуса формира се Е4П. Транскетолаза који садржи тиамин пирофосфат (ТПП) и захтева Мг ⁺² , катализује трансфер једне Ц ₂ јединице од Ф6П за ГАП, и формирање ксилулоза пентозни 5-фосфата (Ксу5П) и Е4П тетроза.

Алдолаза комбинује, алдолском кондензацијом, Ксу5П и Е4П, чиме се формира хептоза седохептулоза 1,7-бисфосфат. Затим следе две ензимске реакције које на крају стварају триозе и пентозе.

Путеви за биосинтезу есенцијалних и ароматичних аминокиселина

Еритроз 4-фосфат и фосфоенолпируват су прекурсори метаболизма за биосинтезу триптофана, фенилаланина и тирозина. У биљкама и бактеријама прво се одвија биосинтеза хоризмата, која је интермедијар у биосинтези ароматичних аминокиселина.

Биосинтеза хоризмата одвија се кроз седам реакција, које су све катализирале ензими. На пример, корак 6 је катализована ензимом 5-енолпирувилшикимат-3-фосфата, која је компетитивно инхибира од глифосата ( ^- ЦОО-ЦХ ₂ НХ-ЦХ ₂ -ПО ₃ ^-2 ). Потоњи је активни састојак контроверзног хербицида Баиер-Монсанто РоундУп.

Хоризмат је прекурсор биосинтезе триптофана путем метаболичког пута који укључује шест корака катализираних ензимима. Другим путем, хоризмат служи биосинтези тирозина и фенилаланина.

Референце

1. Белитз, ХД, Гросцх, В., Сцхиеберле, П. 2009. Хемија хране, Спрингер, Нев Иорк.
2. Цоллинс, ПМ 1995. Моносахариди. Њихова хемија и њихове улоге у природним производима. Јохн Вилеи анд Сонс. Цхицхестер.
3. Миесфелд, РЛ, МцЕвои, ММ 2017. Биохемија. ВВ Нортон, Нев Иорк.
4. Нелсон, ДЛ, Цок, ММ 2017. Лехнингерови принципи биохемије. ВХ Фрееман, Нев Иорк.
5. Воет, Д., Воет, ЈГ, Пратт, ЦВ 2008. Основе биохемије: живот на молекуларном нивоу. Вилеи, Хобокен.