Ribulosegenskaper, struktur och funktioner

4815
Simon Doyle

De ribulosa är ett monosackaridsocker eller kolhydrat som innehåller fem kolatomer och en ketonfunktionell grupp i sin struktur, varför det ingår i gruppen ketopentoser.

Fyr- och femkolketoserna namnges genom att infoga infixet ”ul”I namnet på motsvarande aldos. Så D-ribulos är ketopentosen som motsvarar D-ribos, en aldopentos.

Fishers projektion för ribulosa (Källa: NEUROtiker [Public domain] via Wikimedia Commons)

Detta socker deltar i D-ribulosform som en mellanhand i olika metaboliska vägar, som till exempel i Calvin-cykeln. Medan endast i vissa bakterier av släkt som Acetobacter Y Gluconobacter L-ribos erhålls som den slutliga metaboliska produkten. Av denna anledning används dessa mikroorganismer för sin syntes på industriell nivå..

Vissa föreningar härledda från ribulos är en av de viktigaste mellanprodukterna i pentosfosfatvägen. Denna väg är avsedd att generera NADPH, en viktig kofaktor som fungerar i nukleotidbiosyntes..

Det finns industriella mekanismer för att syntetisera L-ribulos som en isolerad förening. Den första isoleringsmetoden med vilken den erhölls bestod av metoden Levene och La Forge för isolering av ketoser från L-xylos..

Trots de stora framstegen inom industriella metoder för syntes och rening av kemiska föreningar, erhålls inte L-ribulos som en isolerad monosackarid, utan erhålls i kombinerade fraktioner av L-ribos och L-arabinos..

Metoden för att erhålla L-ribulos som mest används för närvarande är rening från Gluconobacte frateurii IFO 3254. Denna bakterieslag kan överleva under sura förhållanden och har en oxidationsväg från ribitol till L-ribulosa..

Artikelindex

  • 1 Funktioner
  • 2 Struktur
  • 3 funktioner
    • 3.1 Väg för pentosfosfat
    • 3.2 Calvin-cykel
    • 3.3 Funktioner i bakterier
  • 4 Referenser

Egenskaper

Ribulosa som ett syntetiserat, extraherat och renat reagens som ofta återfinns som L-ribulosa är en fast, vit och kristallin organisk substans. Liksom alla kolhydrater är denna monosackarid löslig i vatten och har de typiska egenskaperna hos polära ämnen.

Som vanligt för resten av sackariderna har ribulos samma antal kol- och syreatomer, och dubbelt så mycket i väteatomer..

Den vanligaste formen i vilken ribulos kan hittas i naturen är i samband med olika substituenter och bildar komplexa strukturer, vanligtvis fosforylerade, såsom ribulos 5-fosfat, ribulos 1,5-bisfosfat, bland andra..

Dessa föreningar fungerar i allmänhet som mellanhänder och transportörer eller "bärare" för fosfatgrupper i de olika cellulära metaboliska vägarna i vilka de deltar..

Strukturera

Ribulosmolekylen har ett centralt skelett med fem kolatomer och en ketongrupp på kolet vid C-2-positionen. Som tidigare nämnts positionerar denna funktionella grupp den inom ketoser som ketopentos.

Den har fyra hydroxylgrupper (-OH) bundna till de fyra kol som inte är bundna till ketongruppen och dessa fyra kol är mättade med väteatomer.

Ribulosemolekylen kan representeras enligt Fisher-projiceringen i två former: D-ribulosa eller L-ribulosa, varvid L-formen är stereoisomeren och enantiomeren av D-formen och vice versa..

Klassificeringen av D- eller L-formen beror på orienteringen av hydroxylgrupperna i den första kolatomen efter ketongruppen. Om denna grupp är orienterad mot höger sida motsvarar molekylen i Fishers representation D-ribulos, annars om den är mot vänster sida (L-ribulos).

I Haworth-projektionen kan ribulos representeras i ytterligare två strukturer beroende på orienteringen av hydroxylgruppen i den anomera kolatomen. I β-positionen är hydroxylen orienterad mot den övre delen av molekylen; medan positionen α orienterar hydroxylen mot botten.

Enligt Haworth-projektionen kan det således finnas fyra möjliga former: β-D-ribulosa, α-D-ribulosa, β-L-ribulosa eller α-L-ribulosa.

Haworth-projektion för ribulofuranos (Källa: NEUROtiker [Public domain] via Wikimedia Commons)

Funktioner

Pentosfosfatväg

De flesta celler, speciellt de som ständigt och snabbt delar sig, såsom benmärg, tarmslemhinna och tumörceller, använder ribulos-5-fosfat, som isomeriseras till ribos-5-fosfat i den oxidativa vägen för pentosfosfat, för att producera nukleinsyror (RNA och DNA) och koenzymer såsom ATP, NADH, FADH2 och koenzym A.

Denna oxidativa fas av pentosfosfat innehåller två oxidationer som omvandlar glukos 6-fosfat till ribulos 5-fosfat, vilket reducerar NADP + till NADPH.

Dessutom aktiverar ribulos-5-fosfat indirekt fosfofruktkinas, ett väsentligt enzym i den glykolytiska vägen..

Calvin cykel

Calvin-cykeln är den kolfixeringscykel som äger rum i fotosyntetiska organismer efter fotosyntesens första reaktioner..

Det har bevisats med märkningsmetoder i tester utförda av olika forskare att genom att markera kolet i C-1-positionen för ribulosa-1,5-bisfosfat fixeras koldioxid i denna mellanprodukt under Calvin-cykeln, vilket ger ursprung till två 3-fosfoglyceratmolekyler: en märkt och en omärkt.

RuBisCO (Ribulose 1,5-bisfosfatkarboxylas / oxygenas) anses vara det vanligaste enzymet på planeten och använder ribulosa 1,5-bisfosfat som substrat för att katalysera införlivandet av koldioxid och produktionen av 1,3-difosfoglycerat i. calvin-cykeln.

Nedbrytningen av denna instabila mellanprodukt, 1,3-difosfoglycerat, av sex kolatomer, katalyseras också av RuBisCO, som är den som förmedlar bildandet av två molekyler med 3 kolatomer (3-fosfoglycerat).

Funktioner i bakterier

Enol-1-ELLER-karboxyfenylamino-1-deoxiribulosfosfat deltar som en mellanliggande metabolit i biosyntesen av tryptofan från korismat i bakterier och växter. I detta steg frigörs en molekyl koldioxid och en av vatten, vilket också producerar en molekyl indol-3-glycerolfosfat..

Bakterier använder L-ribulos också i de vägar som används för etanolmetabolism. Dessutom har dessa mikroorganismer ett enzym som kallas L-arabinososomeras, vilket modifierar arabinos för att syntetisera L-ribulosa..

L-ribulosakinas fosforylerar denna metabolit nedströms för att bilda L-ribulosa-5-fosfat, som kan komma in i pentosfosfatvägen för produktion av sockerarter för nukleinsyran och andra väsentliga molekyler.

Referenser

  1. Ahmed, Z. (2001). Produktion av naturliga och sällsynta pentoser med hjälp av mikroorganismer och deras enzymer. Electronic Journal of Biotechnology, 4(2), 13-14.
  2. Ahmed, Z., Shimonishi, T., Bhuiyan, S. H., Utamura, M., Takada, G., & Izumori, K. (1999). Biokemisk beredning av L-ribos och L-arabinos från ribitol: ett nytt tillvägagångssätt. Tidskrift för biovetenskap och bioteknik, 88(4), 444-448
  3. Finch, P. (red.). (2013). Kolhydrater: strukturer, synteser och dynamik. Springer Science & Business Media.
  4. Murray, R., Bender, D., Botham, K. M., Kennelly, P. J., Rodwell, V., & Weil, P. A. (2012). Harpers Illustrated Biochemistry 29 / E. Ed Mc Graw Hill LANGE, Kina
  5. Nelson, D. L., Lehninger, A. L., & Cox, M. M. (2008). Lehninger principer för biokemi. Macmillan.
  6.  Stick, R. V. (2001). Kolhydrater: de söta molekylerna i livet. Elsevier.

Ingen har kommenterat den här artikeln än.