Plik fosforan dihydroksyacetonu Jest to związek chemiczny w skrócie DHAP. Jest pośrednikiem w niektórych szlakach metabolicznych organizmów żywych, takich jak degradacja glikolityczna lub glikoliza, a także w cyklu Calvina u roślin.
Biochemicznie DHAP jest produktem działania enzymu aldolazy na fruktozo-1,6-bisfosforan (FBP), który powoduje rozkład aldolityczny, w wyniku którego powstają dwa trójwęglowe związki: DHAP i gliceraldehydo-3-fosforan (GAP).
W cyklu Calvina aldolaza przeprowadza reakcję odwrotną, kondensując cząsteczki DHAP z cząsteczkami GAP, tworząc heksozę..
Indeks artykułów
DHAP jest klasyfikowany w cząsteczkach zwanych ketotriozami. Są to monosacharydy zbudowane z łańcucha trzech atomów węgla (triozy) z grupą karbonylową na centralnym węglu (C2).
GAP i DAHP są funkcjonalnymi izomerami i stanowią najprostsze węglowodany w biologicznie aktywnych cząsteczkach organicznych.
Chociaż struktura chemiczna wielu powszechnych węglowodanów, takich jak GAP i DHAP, to aldehydy i ketony, określa się je terminem węglowodany, odnosząc się do bezpośrednich pochodnych sacharydów.
W glikolizie szereg reakcji powoduje degradację glukozy do pirogronianu. Ta degradacja zachodzi stopniowo w 10 kolejnych etapach, w których interweniują różne enzymy i wytwarzane są różne półprodukty, z których wszystkie są fosforylowane..
DHAP pojawia się w glikolizie w czwartej reakcji tego procesu, polegającej na rozpadzie FBP na dwa węglowodany o trzech węglach (triozy), z których tylko GAP kontynuuje sekwencję glikolizy, podczas gdy DHAP musi zostać przekształcony w GAP, aby podążać tą drogą.
Ta reakcja jest katalizowana przez aldolazę (aldolaza bisfosforanu fruktozy), która przeprowadza rozszczepienie aldolowe między atomami węgla C3 i C4 FBP.
Ta reakcja zachodzi tylko wtedy, gdy dzielona heksoza ma grupę karbonylową przy C2 i hydroksyl przy C4. Z tego powodu izomeryzacja glukozo-6-fosforanu (G6P) do fruktozo-6-fosforanu (F6P) zachodzi wcześniej..
DHAP bierze również udział w piątej reakcji glikolizy, polegającej na jego izomeryzacji do GAP przez enzym izomerazę triozofosforanową lub TIM. W tej reakcji kończy się pierwsza faza degradacji glukozy..
W rozkładzie aldolowym powstają dwa półprodukty, w których DHAP stanowi 90% mieszaniny w równowadze.
Istnieją dwa typy aldolaz: a) aldolaza typu I jest obecna w komórkach zwierzęcych i roślinnych i charakteryzuje się tworzeniem zasady Schiffa pomiędzy aktywnym miejscem enzymatycznym a karbonylem FBP. b) Aldolaza typu II występuje w niektórych bakteriach i grzybach, zawiera metal w miejscu aktywnym (zwykle Zn).
Rozszczepienie aldolowe rozpoczyna się od przylegania podłoża do centrum aktywnego i usunięcia protonu z grupy β-hydroksylowej, tworząc protonowaną zasadę Schiffa (kation iminiowy). Rozkład węgli C3 i C4 powoduje uwolnienie GAP i utworzenie półproduktu zwanego enaminą..
Następnie enamina jest stabilizowana, w wyniku czego powstaje kation iminiowy, który ulega hydrolizie, przy czym ostatecznie uwalnia się DHAP i regeneruje wolny enzym.
W komórkach z aldolazą typu II nie zachodzi tworzenie zasady Schiffa, będącej dwuwartościowym kationem metalicznym, na ogół Zndwa+, ten, który stabilizuje pośrednią enaminę w celu uwolnienia DHAP.
Jak wspomniano, równowagowe stężenie DHAP jest wyższe niż GAP, tak że cząsteczki DHAP są przekształcane w GAP, gdy ten ostatni jest używany w następnej reakcji glikolizy..
Ta przemiana zachodzi dzięki enzymowi TIM. Jest to piąta reakcja procesu degradacji glikolitycznej, w której węgle C1 i C6 glukozy stają się węglami C3 GAP, a węgle C2 i C5 stają się C2 i C3 i C4 glukozy stają się C1 GAP.
Enzym TIM jest uważany za „enzym doskonały”, ponieważ dyfuzja kontroluje szybkość reakcji, co oznacza, że produkt powstaje tak szybko, jak miejsce aktywne enzymu i jego substrat łączą się..
W reakcji przemiany DHAP w GAP powstaje półprodukt zwany enediolem. Ten związek jest zdolny do oddawania protonów grup hydroksylowych reszcie miejsca aktywnego enzymu TIM..
Cykl Calvina to cykl fotosyntetycznej redukcji węgla (PCR), który stanowi ciemną fazę procesu fotosyntezy u roślin. Na tym etapie produkty (ATP i NADPH) otrzymane w lekkiej fazie procesu wykorzystywane są do produkcji węglowodanów..
W tym cyklu powstaje sześć cząsteczek GAP, z których dwie są przekształcane w DHAP przez izomeryzację, dzięki działaniu enzymu TIM, w reakcji odwrotnej do tej, która zachodzi podczas degradacji glikolizy. Ta reakcja jest odwracalna, chociaż równowaga, w przypadku tego cyklu i, w przeciwieństwie do glikolizy, jest przesunięta w kierunku konwersji GAP do DHAP.
Te cząsteczki DHAP mogą następnie podążać dwoma ścieżkami, jednym jest kondensacja aldolowa katalizowana przez aldolazę, w której kondensuje się z cząsteczką GAP, tworząc FBP.
Inną reakcją, jaką może przyjąć jeden z DHAP, jest hydroliza fosforanów katalizowana przez bisfosfatazę sedoheptulozową. Na tej ostatniej drodze reaguje z erytrozą, tworząc sedoheptulozę 1,7-bisfosforan.
Podczas glukoneogenezy niektóre związki nieglukidowe, takie jak pirogronian, mleczan i niektóre aminokwasy, są przekształcane w glukozę. W tym procesie DHAP pojawia się ponownie poprzez izomeryzację cząsteczki GAP pod działaniem TIM, a następnie poprzez kondensację aldolową staje się FBP.
Jeszcze bez komentarzy