Struttura 3-fosfato di gliceraldeide (G3P), funzioni

Lui gliceraldeide 3-fosfato (gap) È un metabolita di glicolisi (il suo nome deriva dal greco; glicos = dolce o zucchero; lisi = rottura), che è un percorso metabolico che converte la molecola di glucosio in due molecole di pirupate per produrre energia sotto forma di adenosina tryfosfato (ATP ).

Nelle cellule, il gliceraldeide 3-fosfato collega la glicolisi con la gluconeogenesi e il percorso del fosfato di pentosio. Negli organismi fotosintetici, il gliceraldeide 3-fosfato, dalla fissazione dell'anidride carbonica, viene utilizzato per la biosintesi dello zucchero. Nel fegato, il metabolismo del fruttosio produce divario, che è incorporato nella glicolisi.

Fonte: Benjah-BMM27 [dominio pubblico]

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Struttura

Il gliceraldeide a 3 fosfato è uno zucchero fosforilato che ha tre carboni. La sua formula empirica è C₃H₇O₆P. Il gruppo aldeide (-CO) è carbonio 1 (C-1), il gruppo di idrossimetilene (-chah) è carbonio 2 (c-2) e il gruppo idrossimetile (-CH₂Oh) è carbonio 3 (C3). Quest'ultimo forma un collegamento con il gruppo fosfato (Fosfoester Link).

La configurazione di gliceraldeide 3-fosfato nel Quiral C-2 è D. Per convenzione, rispetto al carbonio quile, nella proiezione di Fischer il gruppo di aldeide è rappresentato verso l'alto, il gruppo idrossimetil-fosfato verso il basso, il gruppo idrossilico a destra e l'atomo di idrogeno a sinistra.

Caratteristiche

Il gliceraldeide a 3 fosfato ha una massa molecolare 170,06 g/mol. Il cambiamento di energia libera di Gibbs standard (ΔGº) per qualsiasi reazione deve essere calcolato aggiungendo la variazione dell'energia libera dei prodotti e sottraendo la somma della variazione dell'energia libera dei reagenti.

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In questo modo, la variazione di energia libera (ΔGº) è determinata da gliceraldeide 3 -fosfato, che è -1.285 kJ × mol mol^-1. Per convenzione, nello stato standard 25 ºC e 1 atm, l'energia libera degli elementi puri è zero.

Funzioni

Glicolisi e gluconeogenesi

La glicolisi è presente in tutte le cellule. È diviso in due fasi: 1) stadio di investimento energetico e sintesi dei metaboliti con un alto potenziale di trasferimento del gruppo fosfato, come il gliceraldeide 3-fosfato (GAP); 2) Stadio di sintesi ATP da molecole con alto potenziale di trasferimento per il gruppo fosfato.

Il gliceraldeide 3-fosfato e il diidrossicetone fosfato. Il gliceraldeide 3-fosfato viene trasformato in 1,3-bifosfoglicerato (1,3 bpg), mediante una reazione catalizzata dal gap deidrogenasi enzimatico.

Il gap deidrogenasi catalizza l'ossidazione dell'atomo di carbonio di aldeide e trasferisce un gruppo di fosfato. Pertanto, si forma un'anidride mista (1,3 bpg) in cui il gruppo acido e l'atomo di fosforo sono soggetti alla reazione di attacco nucleofile.

Quindi, in una reazione catalizzata dalla chinasi 3-fosfoglicerata, il 1,3 bpg trasferisce il gruppo fosfato dal carbonio 1 all'ADP, formando ATP.

Poiché le reazioni catalizzate dall'aldolasi, il divario deidrogenasi e la chinasi 3-fosfoglicerata sono nell'equilibrio (ΔGº ~ 0), sono reversibili, essendo quindi parte del percorso della gluconeogenesi (o della nuova sintesi del glucosio).

Vía de la Pentosa fosfato e Calvin Cycle

Nella strada del pentosio fosfato, il gliceraldeide 3-fosfato (gap) e il fruttosio a 6-fosfato (F6P) sono formati mediante reazioni di taglio e formazione di legami C-C, dal pentosio, xilulosio 5-fosfato e ribosio 5-fosfato.

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Il gliceraldeide 3-fosfato può seguire il percorso della gluconeogenesi e forma glucosio a 6-fosfato, che continua il percorso del pentosio fosfato. Il glucosio può essere completamente ossidato producendo sei colecole₂ Attraverso la fase ossidativa della strada del Pontosa fosfato.

Nel ciclo di Calvin, il CO₂ È impostato come 3-fosfoglicerato, in una reazione catalizzata dal bifosfato carbossilasi ribuloso. Quindi, il 3-fosfoglicerato viene ridotto da NADH dall'azione di un enzima chiamato gap deidrogenasi.

2 molecole gap per la biosintesi di un esoso, come il glucosio, che serve per l'amido o la biosintesi di cellulosa nelle piante nelle piante sono necessarie.

Metabolismo del fruttosio

L'enzima da fruttocinasi catalizza la fosforilazione del fruttosio da parte dell'ATP in C-1, formando il fruttosio 1-fosfato. L'aldolasi A, che si trova nel muscolo, è specifica per il fruttosio 1.6-bifosfato come substrato. L'aldolasi B si trova nel fegato ed è specifico per il fruttosio 1-fosfato come substrato.

La B aldolasi catalizza la rottura aldolica del fosfato di fruttosio e produce diidrossicetone fosfato e gliceraldeide. La gliceraldeide chinasi catalizza la fosforilazione della gliceraldeide attraverso l'ATP, formando un intermediario glicolitico, il gliceraldeide 3-fosfato (GAP).

In una via diversa, il gliceraldeide viene trasformato in glicerolo da una deidrogenasi alcolica che Nadh usa come substrato di donatore di elettroni. Quindi, glicerolo fosforilato chinasi glicerolo mediante ATP, formando glicerolo fosfato. Quest'ultimo metabolita è un rexy, che forma diidrossiacetone fosfato (DHAP) e NADH.

Il DHAP viene convertito in divario dall'enzima fosfato isomesso. In questo modo, il fruttosio viene convertito in metaboliti della glicolisi. Tuttavia, il fruttosio fornito per via endovenosa può causare gravi danni, che consistono nella drastica riduzione del fosfato intracellulare e dell'ATP. Si verifica anche l'acidosi lattica.

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Il danno da fruttosio è dovuto al fatto che non ha i punti di regolamentazione che normalmente ha il catabolismo del glucosio. In primo luogo, il fruttosio entra nei muscoli attraverso GLUT5, che è indipendente dall'insulina.

In secondo luogo, il fruttosio viene convertito direttamente in gap e in questo modo non passa attraverso la regolazione dell'enzima fosfofuto chinasi (PFK) all'inizio della glicolisi.

Tramite Entner-Doumoreff

La glicolisi è la via universale per il catabolismo del glucosio. Tuttavia, alcuni batteri usano alternativamente la strada di Entner-Douroff. Questo percorso implica sei gradini catalizzati dagli enzimi, in cui il glucosio viene trasformato in GAP e Pyruvato, che sono due prodotti finali di questa strada.

Gap e piruvato vengono trasformati in etanolo da reazioni di fermentazione alcolica.

Riferimenti

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