שלישייה: מאפיינים ותפקודים בגוף - ביולוגיה - 2025

Triose הם מונוסכרידים שלושה פחמן אשר נוסחה כימית הוא אמפירי C ₃ H ₆ O ₆ . ישנם שני שלשות: גליצראלדהיד (אלדוז) ודיהידרוקסיצטון (קטוזה). טריוזות חשובות במטבוליזם מכיוון שהם מחברים בין שלושה מסלולי מטבוליות: גליקוליזה, גלוקונאוגנזה ומסלול פוספט פוספט.

במהלך פוטוסינתזה, מחזור קלווין הוא מקור לשלישיות המשמשות לביוסינתזה של פרוקטוז-6-פוספט. סוכר זה, באופן זרחן, מומר על ידי צעדים מנותזים אנזימטיים לפוליסכרידים רזרביים או מבניים.

מקור: ווסאליוס

טריוזות משתתפות בביוסינתזה של ליפידים שהם חלק מממברנות התא והאדיפוציטים.

מאפיינים

לאלדוז גליצראלדהיד יש אטום פחמן כיראלי ולכן יש לו שני אנאנטיומרים, L-glyceraldehyde ו- D-glyceraldehyde. לשני האנרגיה של D וגם L יש מאפיינים כימיים ופיזיים שונים.

D-glyceraldehyde מסובב את מטוס האור הקוטב ימינה (+) ויש לו סיבוב D, ב 25 מעלות צלזיוס, של + 8.7 °, ואילו L-glyceraldehyde מסובב את המטוס של האור הקוטב שמאלה (- ) ויש לו סיבוב D, ב 25 מעלות צלזיוס, של -8.7 °.

הפחמן הכיראלי בגליצראלדהיד הוא פחמן 2 (C-2) שהוא אלכוהול משני. הקרנת פישר מייצגת את קבוצת ההידרוקסיל (-OH) של D-glyceraldehyde מימין ואת ה- OH- group של L-glyceraldehyde בצד שמאל.

דיהידרוקסיצטון חסר פחמימות כיראליות ואין לו צורות אננטיומריות. תוספת של קבוצת הידרוקסימתילן (-CHOH) לגליצראלדהיד או דיהידרוקסיצטון מאפשרת ליצור מרכז כיראלי חדש. כתוצאה מכך, סוכר הוא טטרוז מכיוון שיש בו ארבע פחמימות.

התוספת של קבוצת CHOH לטטרוזה יוצרת מרכז כיראלי חדש. הסוכר שנוצר הוא מחומש. אתה יכול להמשיך להוסיף קבוצות-CHOH עד שתגיע לכל היותר לעשר פחמימות.

פונקציות בגוף

טריוזות כמתווכים בגליקוליזה, גלוקונאוגנזה ומסלול פוספט פוספט

גליקוליזה מורכבת מפירוק מולקולת הגלוקוזה לשתי מולקולות פירובטה לייצור אנרגיה. מסלול זה כולל שני שלבים: 1) שלב הכנה, או צריכת אנרגיה; 2) שלב ייצור חשמל. הראשון הוא זה שמייצר את השלישיות.

בשלב הראשון מוגברת תכולת האנרגיה החופשית של הגלוקוז באמצעות היווצרות של זרחן. בשלב זה, אדנוזין טריפוספט (ATP) הוא תורם הפוספט. שלב זה מגיע לשיאו בהמרת הפוספטר פרוקטוז 1,6-ביספוספט (F1,6BP) לשני פוספט טריוס, גליצראלדהיד 3-פוספט (GA3P) ודיהידרוקסיצטון פוספט (DHAP).

גלוקונאוגנזה היא הביוסינתזה של גלוקוז מפירובאט וביניים אחרים. היא מעסיקה את כל אנזימי הגליקוליזה המזרזים את התגובות שתנודות הביוכימיה הסטנדרטיות הביוכימיות שלהן נמצאות בשיווי משקל (ΔGº '~ 0). בגלל זה, גליקוליוגנזה וגלוקונוגנזה יש מתווכים נפוצים, כולל GA3P ו- DHAP.

מסלול הפנטוזה הפנטוזית מורכב משני שלבים: שלב חמצוני לגלוקוז-6-פוספט ושני ליצירת NADPH ורבוז-5-פוספט. בשלב השני מומר 5-פוספט של ריבוז לחומרים ביניים של גליקוליזה, F1,6BP ו- GA3P.

השלישיות ומחזור קלווין

הפוטוסינתזה מחולקת לשני שלבים. בראשון מתרחשות תגובות תלויות אור המייצרות NADPH ו- ATP. חומרים אלה משמשים בשני, בו יש קיבוע של פחמן דו חמצני ויצירת משושים משלישיות דרך מסלול המכונה מחזור קלווין.

במחזור קלווין, האנזים ריבולוזה 1,5-ביספוספט קרבוקסילאז / חמצן (רוביסקו) מזרז את הקשר הקוולינטי של CO ₂ לפנוזה ריבולוזה 1,5-ביספוספט ומפר את הביניים הבלתי-יציב שש-פחמן לשתי מולקולות של שלושה אטומי פחמן: 3-פוספוגליצרט.

באמצעות תגובות אנזימטיות הכוללות זרחן והפחתה של 3-פוספוגליצרט, באמצעות ATP ו- NADP, מופק GA3P. מטבוליט זה מומר לפרוקטוז 1,6-ביספוספט (F1,6BP) על ידי מסלול מטבולי הדומה לגלוקונאוגנזה.

באמצעות פעולה של פוספטאז, F1,6BP מומר לפרוקטוז-6-פוספט. ואז איזומרז פוספו-hexose מייצר גלוקוז 6-פוספט (Glc6P). לבסוף, אפימראז ממיר את Glc6P לגלוקוז 1-פוספט המשמש לביוסינתזה של עמילן.

טריוזות וליפידים של קרומים ביולוגיים ואדיפוציטים

GA3P ו- DHAP יכולים ליצור פוספט של גליצרול המהווה מטבוליט הכרחי לביוסינתזה של triacylglycerols ו- glycerolipids. הסיבה לכך היא שניתן להמיר את שני הפוספטים השלישיים על ידי תגובה המנותזת על ידי איזומרז טריוזפט פוספט, השומר על שני הטריוזות בשיווי משקל.

האנזים גליצרול-פוספט dehydrogenase מזרז תגובה של הפחתת חמצון, בה NADH תורם זוג אלקטרונים ל- DHAP ליצירת גליצרול 3-פוספט ו- NAD ⁺ . L-glycerol 3-phosphate הוא חלק משלד הפוספוליפיד המהווה חלק מבני ממברנות ביולוגיות.

גליצרול הוא פרוכירלי, הוא חסר פחמן א-סימטרי, אך כאשר אחד משני האלכוהולים העיקריים שלו יוצר פוספוסטר, ניתן לכנות אותו נכון L-glycerol 3-phosphate, או D-glycerol 3-phosphate.

גליצרופוספוליפידים נקראים גם פוספוגליצרידים, ומכנים אותם כנגזרות של חומצה פוספטידית. פוספוגליצרידים יכולים ליצור פוספואצילגליצרולים על ידי יצירת קשרי אסטר עם שתי חומצות שומן. במקרה זה, התוצר המתקבל הוא 1,2-phosphodiacylglycerol שהוא מרכיב חשוב בממברנות.

גליצרופוספטאז מזרז את ההידרוליזה של קבוצת הפוספט של גליצרול 3-פוספט, ומייצר גליצרול פלוס פוספט. גליצרול יכול לשמש כמטבוליט המתחיל לביוסינתזה של triacylglycerides, הנפוצים באדיפוציטים.

טריוזות וממברנות של ארכיבקטריה

בדומה ל- eubacteria ו- eukaryotes, גליצרול 3-פוספט נוצר מפוספט טריוס (GA3P ו- DHAP). עם זאת, ישנם הבדלים: הראשון הוא שהגליצרול 3-פוספט בקרומים של ארכיבקטריה הוא בעל תצורת L, ואילו בממברנות של eubacteria ו- eukaryotes הוא של תצורת D.

ההבדל השני הוא שהממברנות של ארכבה-בקטריה יוצרות קשרי אסטר עם שתי שרשראות פחמימניות ארוכות של קבוצות איזופרנוואידיות, ואילו באיבקטריה ואוקריוטות גליצרול יוצר קשרי אסטר (1,2-דיאקיל-גליצרול) עם שתי שרשראות פחמימניות של חומצות שומן.

ההבדל השלישי הוא שבממברנות של ארכיבקטריה, התחליפים של קבוצת הפוספט וגליצרול 3-פוספט שונים מאלה של האבקטריה והאוקריוטות. לדוגמה, קבוצת הפוספט מחוברת לדיסכריד α- גלוקופירנוסיל- (1®2) - β-galactofuranose.

הפניות

1. Cui, SW 2005. פחמימות מזון: כימיה, תכונות פיזיות ויישומים. הוצאת CRC, בוקה רטון.
2. de Cock, P., Mäkinen, K, Honkala, E., Saag, M., Kennepohl, E., Eapen, A. 2016. Erythritol יעיל יותר מ- xylitol ו- sorbitol בניהול נקודות קצה של בריאות הפה. כתב העת הבינלאומי לרפואת שיניים.
3. נלסון, DL, קוקס, MM 2017. עקרונות הלהינגר של ביוכימיה. WH פרימן, ניו יורק.
4. Sinnott, ML 2007. כימיה ופחמימה של מבנה ומנגנון ביוכימיה. החברה המלכותית לכימיה, קיימברידג '.
5. Stick, RV, Williams, SJ 2009. פחמימות: המולקולות החיוניות של החיים. Elsevier, אמסטרדם.
6. Voet, D., Voet, JG, Pratt, CW 2008. יסודות הביוכימיה - חיים ברמה המולקולרית. וויילי, הובוקן.