TRIOSE: CARACTERISTICI ȘI FUNCȚII ÎN ORGANISM - BIOLOGIE - 2025

Triose sunt monozaharide trei carbon a cărui formulă chimică este empirică C ₃ H ₆ O ₆ . Există două triose: gliceraldehidă (o aldoză) și dihidroxiacetona (o cetoză). Triuzele sunt importante în metabolism, deoarece conectează trei căi metabolice: glicoliza, gluconeogeneza și calea fosfatului pentoză.

În timpul fotosintezei, ciclul Calvin este o sursă de triose care servesc pentru biosinteza fructozei-6-fosfatului. Acest zahăr, într-un mod fosforilat, este transformat prin etape catalizate enzimatic în polizaharide de rezervă sau structurale.

Sursa: Wesalius

Triosele participă la biosinteza lipidelor care fac parte din membranele celulare și adipocite.

caracteristici

Aldoza gliceraldehidă are un atom de carbon chiral și, prin urmare, are doi enantiomeri, L-gliceraldehidă și D-gliceraldehidă. Atât enantiomerii D cât și L au caracteristici chimice și fizice diferite.

D-gliceraldehida roteste planul luminii polarizate spre dreapta (+) și are o rotație D, la 25 ° C, de + 8,7 °, în timp ce L-gliceraldehida roteste planul luminii polarizate spre stânga (- ) și are o rotație D, la 25 ° C, de -8,7 °.

Carbonul chiral din gliceraldehidă este carbonul 2 (C-2), care este un alcool secundar. Proiecția Fischer reprezintă grupa hidroxil (-OH) a D-gliceraldehidei la dreapta și grupa OH a L-gliceraldehidei la stânga.

Dihidroxiacetona nu are carboni chirali și nu are forme enantiomerice. Adăugarea unei grupe hidroximetilen (-CHOH) la gliceraldehidă sau dihidroxiacetona permite crearea unui nou centru chiral. În consecință, zahărul este tetroză, deoarece are patru atomi de carbon.

Adăugarea unui grup -CHOH la tetroză creează un nou centru chiral. Zahărul format este o pentoză. Puteți continua să adăugați grupuri -CHOH până când veți ajunge la maximum zece atomi de carbon.

Funcții în organism

Trece ca intermediari în glicoliză, gluconeogeneză și calea fosfatului pentoză

Glicoliza constă în descompunerea moleculei de glucoză în două molecule de piruvat pentru a produce energie. Această rută presupune două faze: 1) faza pregătitoare sau consumul de energie; 2) faza de generare a energiei electrice. Primul este cel care produce triosele.

În prima fază, conținutul de energie liberă în glucoză este crescut prin formarea de fosfoesteri. În această fază, adenozina trifosfat (ATP) este donatorul de fosfați. Această fază culminează cu transformarea 1,6-bisfosfat de fosfoester fructoză (F1,6BP) în doi fosfati triosi, gliceraldehidă 3-fosfat (GA3P) și fosfat de dihidroxiacetona (DHAP).

Gluconeogeneza este biosinteza glucozei din piruvat și a altor intermediari. Acesta folosește toate enzimele glicolizei care catalizează reacțiile al căror standard biochimic variația energiei Gibbs este în echilibru (ΔGº '~ 0). Din această cauză, glicoliza și gluconeogeneza au intermediari comuni, inclusiv GA3P și DHAP.

Calea pentozei fosfatului constă din două etape: o fază oxidativă pentru glucoza-6-fosfat și alta pentru formarea NADPH și riboza-5-fosfat. În a doua fază, riboza 5-fosfat este transformată în intermediari ai glicolizei, F1,6BP și GA3P.

Triosesul și ciclul Calvin

Fotosinteza este împărțită în două etape. În primul, apar reacții dependente de lumină care produc NADPH și ATP. Aceste substanțe sunt utilizate în cea de-a doua, în care există fixarea dioxidului de carbon și formarea hexozelor din triose printr-o cale cunoscută drept ciclul Calvin.

În ciclul Calvin, enzima ribuloză 1,5-bisfosfat carboxilază / oxigenază (rubisco) catalizează legătura covalentă de CO ₂ la pentoza 1,5-bisfosfat și rupe intermediarul instabil de șase atomi de carbon în două molecule de trei atomi de carbon: 3-fosfoglicrat.

Prin reacții enzimatice care includ fosforilarea și reducerea 3-fosfoglucratului, folosind ATP și NADP, se produce GA3P. Acest metabolit este convertit în fructoză 1,6-bisfosfat (F1,6BP) printr-o cale metabolică similară cu gluconeogeneza.

Prin acțiunea unei fosfataze, F1,6BP este transformat în fructoză-6-fosfat. Apoi, o izomerază fosfohexoză produce 6-fosfat de glucoză (Glc6P). În cele din urmă, o epimerază transformă Glc6P în glucos 1-fosfat, care este utilizat pentru biosinteza amidonului.

Trioze și lipide ale membranelor biologice și adipocitelor

GA3P și DHAP pot forma fosfat de glicerol care este un metabolit necesar pentru biosinteza triacilglicerolilor și glicerolipidelor. Acest lucru se datorează faptului că ambele fosfat de trios pot fi interconvertite printr-o reacție catalizată de fosfat de triosa izomerază, care menține ambele triose în echilibru.

Enzima glicerol-fosfat dehidrogenază catalizează o reacție de oxidare-reducere, în care NADH donează DHAP o pereche de electroni pentru a forma glicerol 3-fosfat și NAD ⁺ . L-glicerolul 3-fosfat este o parte a scheletului fosfolipid care este o parte structurală a membranelor biologice.

Glicerolul este prochiral, îi lipsește carbonii asimetrici, dar când unul dintre cei doi alcooli primari săi formează un fosfester, acesta poate fi numit corect L-glicerol 3-fosfat sau D-glicerol 3-fosfat.

Glicerofosfolipidele sunt, de asemenea, numite fosfogliceride, fiind numiți ca derivați ai acidului fosfatidic. Fosfogliceridele pot forma fosfoacilgliceroli formând legături esterice cu doi acizi grași. În acest caz, produsul rezultat este 1,2-fosfodiacylglycerol, care este o componentă importantă a membranelor.

O glicerofosfatază catalizează hidroliza grupării fosfat a glicerinei 3-fosfat, producând glicerol plus fosfat. Glicerolul poate servi ca metabolit de pornire pentru biosinteza triacilgliceridelor, care sunt frecvente în adipocite.

Triose și membrane ale arhebacteriei

Similar cu eubacteriile și eucariotele, glicerolul 3-fosfat se formează din fosfat de triosa (GA3P și DHAP). Cu toate acestea, există diferențe: prima este că glicerolul 3-fosfat din membranele arhebacteriei este de configurația L, în timp ce în membranele eubacteriei și eucariotei este de configurația D.

O a doua diferență este că membranele arhebacteriei formează legături esterice cu două lanțuri hidrocarburi lungi de grupări izoprenoide, în timp ce în eubacterii și eucariote glicerolul formează legături ester (1,2-diacilglicerol) cu două lanțuri hidrocarburi de acizi grași.

O a treia diferență este că, în membranele arhebacteriene, substituenții grupării fosfat și glicerolul 3-fosfat sunt diferiți de cei ai eubacteriilor și eucariotelor. De exemplu, grupa fosfat este atașată la dizaharidul α-glucopiranosil- (1®2) - β-galactofuranoza.

Referințe

1. Cui, SW 2005. Carbohidrați alimentari: chimie, proprietăți fizice și aplicații. CRC Press, Boca Raton.
2. de Cock, P., Mäkinen, K, Honkala, E., Saag, M., Kennepohl, E., Eapen, A. 2016. Eritritolul este mai eficient decât xilitolul și sorbitolul în gestionarea obiectivelor de sănătate orală. Revista internațională de stomatologie.
3. Nelson, DL, Cox, MM 2017. Principiile biochimiei Lehninger. WH Freeman, New York.
4. Sinnott, ML 2007. Structura și mecanismul chimiei carbohidraților și biochimiei. Royal Society of Chemistry, Cambridge.
5. Stick, RV, Williams, SJ 2009. Carbohidrații: moleculele esențiale ale vieții. Elsevier, Amsterdam.
6. Voet, D., Voet, JG, Pratt, CW 2008. Fundamentele biochimiei - viața la nivel molecular. Wiley, Hoboken.