Tetrosa - Tetrose

A tetróza je monosacharid s 4 uhlík atomy. Mají buď aldehyd funkční skupina v poloze 1 (aldotetrosy) nebo a keton funkční skupina na pozici 2 (ketotetrosy).[1][2]

Aldotetrosy mají dvě chirální centra (asymetrický uhlík atomy) a tak 4 různé stereoizomery jsou možné. Existují dva přirozeně se vyskytující stereoizomery, enantiomery z erytroza a threose mít D konfigurace ale ne L enantiomery. Ketotetrosy mají jedno chirální centrum, a proto dva možné stereoizomery: erythrulosa (L- a D-formulář). Opět pouze D enantiomer se přirozeně vyskytuje.

Biologické funkce

Existuje několik známých způsobů, jak se v přírodě používají cukry s obsahem tetrózy. Některé jsou pozorovány v metabolických drahách a o jiných je známo, že ovlivňují určité enzymy.

Meziprodukty v dráze fosfátu pentózy

Jednou z metabolických cest, na kterých se podílí tetrosa, je Cesta fosfátu pentózy.[3] Na fosfátové dráze pentózy je oxidační stupeň a neoxidační stupeň.[4] Tetrózový cukr, D-erytrosa, se používá v neoxidační fázi, kde D-ribulóza 5-fosfát je generován na 6 uhlíkový cukr (fruktóza 6-fosfát ) a 3 uhlíkový cukr (glyceraldehyd-3-fosfát ).[4] Obě tyto molekuly lze použít kdekoli v těle.

D-erytrosa-4-fosfát je generován jako produkt reakce zvané transaldolace.[5] Na cestě fosfátu pentózy, a transaldoláza odstraňuje první 3 molekuly uhlíku sedoheptulosa 7-fosfát a umístí je na glyceraldehyd-3-fosfát.[4] Transaldoláza využívá a Schiffova základna provést reverz aldolová reakce a dopřednou aldolovou reakci ve svém mechanismu, generující erytrosy 4-fosfát a fruktóza 6-fosfát.[4] Erytróza-4-fosfát je důležitým meziproduktem na fosfátové dráze pentózy, protože se poté používá v závěrečném neoxidačním kroku dráhy.

Posledním neoxidačním krokem dráhy je transketolázová reakce. A transketolasa využívá a thiamin pyrofosfát nebo TPP kofaktor, k rozbití nepříznivé vazby mezi uhlíkem v karbonylu a alfa uhlík.[4] TPP útoky a xylulóza 5-fosfát molekula a usnadňuje štěpení vazby mezi C2 (karbonylový uhlík) a C3 (alfa uhlík), kde se uvolňuje glyceraldehyd-3-fosfát.[4] Poté může C2 napadnout erythrosa 4-fosfát, který tvoří fruktóza 6-fosfát.[4] Oba produkty této reakce mohou vstoupit do glukoneogeneze cesta k regeneraci glukóza.

Inhibitory enzymů

Bylo zjištěno, že molekula difosfátu tetrózy, 2,4-difosfát D-threózy, je inhibitorem glyceraldehyd-3-fosfátdehydrogenáza.[3] Glyceraldehyd-3-fosfátdehydrogenáza je šestým enzymem používaným v glykolýza a jeho funkcí je přeměnit glyceraldehyd-3-fosfát na 1,3-bisfosfoglycerát.[6] Tato molekula difosfátu tetrózy inhibuje G3P dehydrogenázu v provádění katalýzy, protože oxiduje enzym vazbou na aktivní místo.[7] Když je difosforečnan tetrosa vázán na enzym, je aktivní místo enzymu blokováno; proto fosforolýza G3P nemůže nastat. K překonání substrátu, G3P a blokování funkce G3P dehydrogenázy musí být použity vysoké koncentrace difosforečnanu tetrosa. Při ztrátě funkce glyceraldehyd-3-fosfátdehydrogenázy nemůže glykolýza pokračovat.[6]

Bylo zjištěno, že D-erytrosa-4-fosfát je inhibitorem fosfoglukóza izomeráza.[8] Fosfoglukózaizomeráza je druhým enzymem v glykolýze a jeho úlohou je přeměna glukóza-6-fosfát na fruktóza 6-fosfát.[6]

V obou těchto případech je tetróza inhibitorem enzymu v glykolýze, který brání dalšímu postupu.

Reference

  1. ^ Lindhorst TK (2007). Základy chemie sacharidů a biochemie (1. vyd.). Wiley-VCH. ISBN  978-3-527-31528-4.
  2. ^ Robyt JF (1997). Základy chemie sacharidů (1. vyd.). Springer. ISBN  0-387-94951-8.
  3. ^ A b Batt RD, Dickens F, Williamson DH (listopad 1960). "Metabolismus tetrózy. 2. Využití tetróz a tetritolů tkáněmi potkanů". The Biochemical Journal. 77 (2): 281–94. doi:10.1042 / bj0770281. PMC  1204983. PMID  13687765.
  4. ^ A b C d E F G Garrett RH, Grisham CM (2017). Biochemie. Boston, MA: Cengage Learning. 755–794. ISBN  978-1-305-57720-6.
  5. ^ Horecker BL, Smyrniotis PZ, Hiatt HH, Marks PA (únor 1955). „Fosfát tetrózy a tvorba difosforečnanu sedoheptulosy“. The Journal of Biological Chemistry. 212 (2): 827–36. PMID  14353884.
  6. ^ A b C Garrett RH, Grisham CM (2017). Biochemie. Boston, MA: Cengage Learning. str. 611–642. ISBN  978-1-305-57720-6.
  7. ^ Racker E, Klybas V, Schramm M (říjen 1959). „Tetrosifosfát, specifický inhibitor glyceraldehyd-3-fosfátdehydrogenázy“. The Journal of Biological Chemistry. 234: 2510–6. PMID  14435686.
  8. ^ Grazi E, De Flora A, Pontremoli S (únor 1960). „Inhibice fosfoglukózoisomerázy D-erytrosa-4-fosfátem“. Sdělení o biochemickém a biofyzikálním výzkumu. 2 (2): 121–5. doi:10.1016 / 0006-291X (60) 90201-1.