TRIOSE: CIRI DAN FUNGSI DALAM BADAN - BIOLOGI - 2025

The triose adalah monosakarida tiga karbon yang formula kimia adalah empirikal C ₃ H ₆ O ₆ . Terdapat dua trio: glyceraldehyde (aldose) dan dihydroxyacetone (a ketosis). Trioses penting dalam metabolisme kerana mereka menghubungkan tiga jalur metabolik: glikolisis, glukoneogenesis, dan jalur fosfat pentosa.

Semasa fotosintesis, kitaran Calvin adalah sumber trioses yang berfungsi untuk biosintesis fruktosa-6-fosfat. Gula ini, dengan cara terfosforilasi, ditukar dengan langkah-langkah yang dikatalisis secara enzim menjadi polisakarida rizab atau struktur.

Sumber: Wesalius

Trioses mengambil bahagian dalam biosintesis lipid yang merupakan sebahagian daripada membran sel dan adiposit.

ciri-ciri

Aldose glyceraldehyde mempunyai satu atom karbon kiral dan oleh itu mempunyai dua enantiomer, L-glyceraldehyde dan D-glyceraldehyde. Enantiomer D dan L mempunyai ciri kimia dan fizikal yang berbeza.

D-glyceraldehyde memutarkan satah cahaya terpolarisasi ke kanan (+) dan mempunyai putaran D, pada 25 ° C, + 8,7 °, sementara L-gliseraldehid memutarkan satah cahaya terpolarisasi ke kiri (- ) dan mempunyai putaran D, pada 25 ° C, -8.7 °.

Karbon kiral dalam gliseraldehid adalah karbon 2 (C-2), yang merupakan alkohol sekunder. Unjuran Fischer mewakili kumpulan hidroksil (-OH) D-gliseraldehid di sebelah kanan dan kumpulan OH- L-gliseraldehid di sebelah kiri.

Dihydroxyacetone kekurangan karbon kiral dan tidak mempunyai bentuk enantiomerik. Penambahan kumpulan hidroksimetilena (-CHOH) ke gliseraldehid atau dihydroxyacetone memungkinkan pembentukan pusat kiral baru. Akibatnya, gula adalah tetrosa kerana mempunyai empat karbon.

Penambahan kumpulan -CHOH ke tetrose mewujudkan pusat kiral baru. Gula yang terbentuk adalah pentosa. Anda boleh terus menambahkan kumpulan -CHOH sehingga anda mencapai maksimum sepuluh karbon.

Berfungsi dalam badan

Trioses sebagai perantaraan dalam glikolisis, glukoneogenesis, dan laluan fosfat pentosa

Glikolisis terdiri daripada pemecahan molekul glukosa menjadi dua molekul piruvat untuk menghasilkan tenaga. Laluan ini melibatkan dua fasa: 1) fasa persediaan, atau penggunaan tenaga; 2) fasa penjanaan kuasa. Yang pertama adalah yang menghasilkan trioses.

Pada fasa pertama, kandungan tenaga glukosa bebas ditingkatkan melalui pembentukan fosforester. Pada fasa ini, adenosin trifosfat (ATP) adalah penderma fosfat. Fasa ini memuncak dalam penukaran fosforester fruktosa 1,6-bifosfat (F1,6BP) menjadi dua triose fosfat, gliseraldehid 3-fosfat (GA3P) dan dihydroxyacetone fosfat (DHAP).

Gluconeogenesis adalah biosintesis glukosa dari piruvat dan perantaraan lain. Ia menggunakan semua enzim glikolisis yang menjadi pemangkin reaksi yang variasi tenaga Gibbs standard biokimia berada dalam keseimbangan (ΔGº '~ 0). Oleh kerana itu, glikolisis dan glukoneogenesis mempunyai perantara biasa, termasuk GA3P dan DHAP.

Jalur pentosa fosfat terdiri daripada dua peringkat: fasa oksidatif untuk glukosa-6-fosfat dan satu lagi untuk pembentukan NADPH dan ribosa-5-fosfat. Pada fasa kedua, ribosa 5-fosfat ditukar menjadi perantaraan glikolisis, F1,6BP dan GA3P.

Trioses dan Kitaran Calvin

Fotosintesis terbahagi kepada dua peringkat. Pada yang pertama, tindak balas bergantung cahaya berlaku yang menghasilkan NADPH dan ATP. Bahan-bahan ini digunakan pada yang kedua, di mana terdapat fiksasi karbon dioksida dan pembentukan heksosa dari trioses melalui jalur yang dikenali sebagai kitaran Calvin.

Dalam kitaran Calvin, enzim ribulosa 1,5-bifosfat karboksilase / oksigenase (rubisco) memangkinkan ikatan kovalen CO ₂ dengan pentosa ribulosa 1,5-bifosfat dan memecahkan perantaraan enam karbon tidak stabil menjadi dua molekul tiga atom karbon: 3-fosfogliserat.

Melalui tindak balas enzimatik yang merangkumi fosforilasi dan pengurangan 3-fosfogliserat, menggunakan ATP dan NADP, GA3P dihasilkan. Metabolit ini ditukar menjadi fruktosa 1,6-bifosfat (F1,6BP) oleh jalur metabolik yang serupa dengan glukoneogenesis.

Melalui tindakan fosfatase, F1,6BP ditukar menjadi fruktosa-6-fosfat. Kemudian isomerase phosphohexose menghasilkan glukosa 6-fosfat (Glc6P). Akhirnya, epimerase menukar Glc6P menjadi glukosa 1-fosfat, yang digunakan untuk biosintesis kanji.

Trioses dan lipid membran biologi dan adiposit

GA3P dan DHAP dapat membentuk gliserol fosfat yang merupakan metabolit yang diperlukan untuk biosintesis triacylglycerols dan gliserolipid. Ini kerana kedua-dua triose fosfat dapat ditukar dengan tindak balas yang dikatalisis oleh triose fosfat isomerase, yang mengekalkan kedua triose dalam keseimbangan.

Enzim gliserol-fosfat dehidrogenase mengkatalisis reaksi pengurangan oksidasi, di mana NADH menyumbangkan sepasang elektron kepada DHAP untuk membentuk gliserol 3-fosfat dan NAD ⁺ . L-gliserol 3-fosfat adalah bahagian kerangka fosfolipid yang merupakan bahagian struktur membran biologi.

Gliserol adalah prochiral, kekurangan karbon asimetri, tetapi apabila salah satu daripada dua alkohol utamanya membentuk fosforester, ia dapat disebut L-gliserol 3-fosfat, atau D-gliserol 3-fosfat.

Gliserofosfolipid juga disebut fosfogliserida, yang dinamakan sebagai turunan asid fosfatidik. Fosfogliserida dapat membentuk fosfosilgliserol dengan membentuk ikatan ester dengan dua asid lemak. Dalam kes ini, produk yang dihasilkan adalah 1,2-phosphodiacylglycerol, yang merupakan komponen penting dalam membran.

Gliserofosfatase mengkatalisis hidrolisis kumpulan fosfat gliserol 3-fosfat, menghasilkan gliserol ditambah fosfat. Gliserol dapat berfungsi sebagai metabolit permulaan untuk biosintesis triacylglycerides, yang biasa terjadi pada adiposit.

Trioses dan membran archaebacteria

Sama seperti eubacteria dan eukariota, gliserol 3-fosfat terbentuk dari triose fosfat (GA3P dan DHAP). Walau bagaimanapun, terdapat perbezaan: yang pertama adalah bahawa gliserol 3-fosfat pada membran archaebacteria adalah konfigurasi L, sedangkan pada membran eubacteria dan eukariota itu adalah konfigurasi D.

Perbezaan kedua adalah bahawa membran archaebacteria membentuk ikatan ester dengan dua rantai hidrokarbon panjang kumpulan isoprenoid, sementara di eubacteria dan eukariota gliserol membentuk ikatan ester (1,2-diacylglycerol) dengan dua rantai hidrokarbon asid lemak.

Perbezaan ketiga adalah bahawa, pada membran archaebacteria, substituen kumpulan fosfat dan gliserol 3-fosfat berbeza dengan eubakteria dan eukariot. Sebagai contoh, kumpulan fosfat dilekatkan pada disakarida α-glukopyranosyl- (1®2) - β-galactofuranose.

Rujukan

1. Cui, SW 2005. Karbohidrat makanan: kimia, sifat fizikal, dan aplikasi. CRC Press, Boca Raton.
2. de Cock, P., Mäkinen, K, Honkala, E., Saag, M., Kennepohl, E., Eapen, A. 2016. Erythritol lebih berkesan daripada xylitol dan sorbitol dalam menguruskan titik akhir kesihatan mulut. Jurnal Pergigian Antarabangsa.
3. Nelson, DL, Cox, MM 2017. Lehninger Principles of Biochemistry. WH Freeman, New York.
4. Sinnott, ML 2007. Struktur dan mekanisme kimia karbohidrat dan biokimia. Persatuan Kimia Diraja, Cambridge.
5. Stick, RV, Williams, SJ 2009. Karbohidrat: molekul penting dalam kehidupan. Elsevier, Amsterdam.
6. Voet, D., Voet, JG, Pratt, CW 2008. Asas biokimia - kehidupan pada tahap molekul. Wiley, Hoboken.