גליצראלדהיד: מבנה, מאפיינים, פונקציות - ביולוגיה - 2025

Glyceraldehyde הוא רק שלושה - פחמן monosaccharide, אשר במועד triose בלבד. זהו גם אלדוטריוז מכיוון שיש לו קבוצת אלדהיד. המילה גליצראלדהיד באה משילוב של גליצרין ואלדהיד. הסיבה לכך היא כי גליצראלדהיד דומה לגליצרין, אך פחמן אחד (C-1) הוא אלדהיד.

הסינתזה הכימית של גליצראלדהיד מתבצעת בשיטות שונות, למשל באמצעות אנזימים. גליצראלדהיד הוא מולקולה תגובתית למדי, היכולה ליצור חוליות צולבות בין חלבונים.

מקור: DrTW בוויקיפדיה ההולנדית

מִבְנֶה

גליצראלדהיד הוא בעל מרכז אסימטרי או כיראלי (אטום הפחמן 2, C-2). הוא יוצר שני אננטיומרים D (מימין) ו- L (שמאלי), שמסובבים את מטוס האור הקוטב לכיוונים מנוגדים: D- גליצראלדהיד מפנה אותו ימינה ו- L-glyceraldehyde שמאלה.

הסיבוב האופטי הספציפי של D-glyceraldehyde, ב 25 מעלות צלזיוס, הוא + 8.7º, והסיבוב האופטי הספציפי של D-glyceraldehyde, ב 25 ° C, הוא -8.7º. D- גליצראלדהיד נמצא לעיתים קרובות בטבע, בעיקר כ- glyceraldehyde 3-phosphate.

תצורת ה- L-glyceraldehyde משמשת כהפניה סטנדרטית לפחמימות. סוכרים D שופעים במולקולות ביולוגיות. הפחמן 3 (C-3) אטום של glyceraldehyde היא קבוצה hydroxymethylene (-CH ₂ OH).

מאפיינים

גבישי גליצראלדהיד חסרי צבע וטעמם מתוק. הנוסחה האמפירית של סוכר זה היא C ₃ H ₆ O ₃ ומשקלו המולקולרי הוא 90 גרם / מול.

בתמיסה מימית, DL-glyceraldehyde קיים בעיקר כאלדהידרול, שהוא צורה מתוחה של האלדהיד. DL-גליצראלדהיד קריסטלי הוא דימרי.

ניתוח של גבישי גליצראלדהיד על ידי רנטגן הראה שיש להם טבעות של 1,4-דיוקסאן עם כל התאים המשנים בכיוון המשווני.

בתמיסה מימית, glyceraldehyde עובר אוטוקסידציה המייצר רדיקלים חופשיים 1-הידרוקסי-אלקיל וחומרי ביניים מצמצמים דיוקסינים כמו סופר-חמצן, מי חמצן ורדיקלים הידרוקסיים. זה קשור לצריכת חמצן מהירה.

קצב צריכת החמצן יורד לאט לנוכח דיפרזז של סופרוקסיד. זה מצביע על כך שקיימת היווצרות סופרוקסיד במהלך החמצון האוטומטי של גליצראלדהיד. השלב המגביל של חמצון אוטומטי של גליצראלדהיד הוא שיעור ההשתמצות של גליצראלדהיד

הסינתזה של D-glyceraldehyde מנותזת על ידי חומצות אמינו ראשוניות ומשניות, ומעדיפות בערכי pH נמוכים (3 עד 4).

מאפיינים

בחוליה צולבת בין חלבונים

אינטראקציה בין חלבון הוא מנגנון מולקולרי של מספר תהליכים ביולוגיים מורכבים. אינטראקציות אלו יכולות להיות ארעיות, הן אינטראקציה של חלבונים במסלול מטבולי או תרגום האות.

קישוריות כימית הינה שיטה ישירה לזיהוי אינטראקציות חולפות וחלבון חלבון ויציבות.

הטכניקה של חיבור בין חלבונים מורכבת מהיווצרות של קשרים קוולנטיים, עבורם משתמשים סוכנים שיש להם קבוצות תגוביות דו-פונקציונליות המגיבות עם קבוצות האמינו והסולדהידריל של שאריות חומצות אמיניות של חלבונים.

באופן ספציפי, הסוכנים מגיבים עם קבוצות אמינו ראשוניות (כמו אפסילון-אמינו של שאריות ליזין) ויוצרים קישורים צולבים הן בתוך יחידת-חלבון והן בין יחידות-חלבון.

ישנם מגוון רחב של סוכני crosslinking זמינים מסחרית. למרות שהגליצראלדהיד הוא סוכן מקושרים, ישנם סוכנים פופולריים נוספים, כמו גלוטרלדהיד. הסיבה לכך היא שגלוטרלדהיד שומר על הנוקשות המבנית של החלבון, וזו דרישה חשובה במחקרים רבים.

סוכנים פופולריים אחרים הם imidoesters homobifunctional, אשר משתנים באורך זרוע המרווח בין הקבוצות תגובתם. כמה דוגמאות ל imidoesters הם דימתיל apimidate (DMA), dimethyl suberimidate (DMS), ו- dimethyl pimilimidate (DMP).

בחוליה הקושרת בין מיקרוספרות ג'לטין

למיקרוספרות ג'לטין יש פוטנציאל לשמש לשחרור תרופתי מבוקר. הסיבה לכך היא כי מיקרוספרות אלו אינן רעילות ומוצריהן מופרשים בקלות. עם זאת, ג'לטין הוא פולימר מסיס, ולכן עליו להיות שונה כימית כדי לשמש כמערכת מסירת תרופות.

D, L-glyceraldehyde יכול להיחשב כחומר מקשר בלתי-רעיל (המינון הקטלני, LD50 ip בחולדות הוא 2000 מ"ג לק"ג). יתר על כן, בגוף האדם, D-glyceraldehyde זרחתי על ידי טריאז קינאז. בדרך זו נוצר גליצראלדהיד 3-פוספט שנכנס לגליקוליזה.

טיפול במיקרוספרות ג'לטין עם D, L-glyceraldehyde למשך 24 שעות מייצר מיקרוספרות עם מספר מופחת של שאריות חומצות אמינו ליזין חופשיות. לפיכך, הוערכה יכולתם של המיקרוספרות להאריך, למשל, את השפעת הקלודינין הידרוכלוריד, שהוא יתר לחץ דם.

המיקרוספרות ניתנו בזריקה תת עורית לחזירי שרקנים ולבנים. לאחר ההזרקה, לחץ הדם הסיסטולי ירד למשך שעתיים, ואז התאושש מערך הבסיס שלו. רקמות באתר ההזרקה נותחו ולא נמצאו מיקרוספירות, אף כי נצפתה דלקת.

בתגובות פרביוטיות

בתנאים פרה-ביוטיים - כמו אלה שהונחו על ידי כדור הארץ הקדום - פורמלדהיד יכול היה לשמש לסינתזה של גליצראלדהיד, חומר ביניים כימי המעורב בתהליכים הכימיים שיכולים היו להיווצר חיים.

ההשערה הקודמת מתבססת על העובדה כי לגליקוליזה וגם לפוטוסינתזה יש גליצראלדהיד 3-פוספט כחומר ביניים מטבולי.

הוצע מודל כימי שמסביר את הביוסינתזה של גליצראלדהיד מפורמלדהיד במסלול מחזורי. הסינתזה של גליצראלדהיד מתבצעת על ידי הוספת פורמלדהיד לשלישיה (גליצראלדהיד ↔ דיהידרוקסיצטון) לייצור טטרוז (קטוטטרוז ↔ אלדוטטרוזה), ייצור גלוקלדהיד, מבשר של גליצראלדהיד.

תוספת הפורמלדהיד לגליאוקלדהיד משלימה את המחזור. הסינתזה של שתי מולקולות של טריוז מתרחשת משש מולקולות של פורמלדהיד.

באופן כללי, סברה כי סינתזה פרביוטית של סוכרים מעורבת בתגובה פורמוזה, בה פורמלדהיד בנוכחות כמות קטנה של גליקולדהיד מומרת לסוכרים על ידי תגובות עיבוי של אלדול.

הוצע כי החמצון הפרביוטי של סוכרים (גליקולדהיד, טריוזות, טטרוזות) ייצר חומצות פולי-הידרוקסי המשמשות כחומרים אוטוקאטליסטיים.

ההמרה של גליצראלדהיד לחומצה לקטית וחומצה גליצרית, תחמוצת התלויה בהידרוקסיד ברזל, מצביעה על כך שהאוליגוסטרים של חומצות הידרוקסיות אלה התרחשו על פני החומר הזה.

הפניות

1. Breslow, R., Ramalingam, V., Appayee, C. 2013. קטליזה של סינתזת גליצראלדהיד על ידי חומצות אמינו ראשוניות או משניות בתנאים פרביוטיים כפונקציה של pH. מקור האבולוציה של החיים. DOI 10.1007 / s11084-013-9347-0.
2. קארי, FA, ג'וליאנו, RM 2016. כימיה אורגנית. מקגרו היל, ניו יורק.
3. Robyt, JF 1998. יסודות כימיה פחמימות. שפרינגר, ניו יורק.
4. Thornalley, P., Wolff, S., Crabbe, J., Stern, A. 1984. החמצון האוטומטי של גליצראלדהיד ומונוסכרידים פשוטים אחרים בתנאים פיזיולוגיים המנותזים על ידי יוני חיץ. Biochimica et Biophysica Acta, 797, 276–287.
5. Vandelli, MA, Rivas, F., Guerra, P., Forni, F., Arletti, R. 2001. מיקרוספרות ג'לטין מקושרות ל- D, L-glyceraldehyde כמערכת פוטנציאל למסירת תרופות: הכנה, אפיון, במבחנה וב- vivo לימודים. כתב העת הבינלאומי לרוקחות, 215, 175–184.
6. וובר, AL 1987. המודל השלישי: גליצראלדהיד כמקור אנרגיה ומונומרים לתגובות עיבוי פרביוטיות. מקורות החיים, 17, 107-119.