Dihydroxyaceton -Phosphat (DHAP) -Merkmale und -Anwendungen

Der Dihydroxyacetonphosphat Es ist eine abgekürzte chemische Verbindung unter dem Akronym DHAP. Es ist ein Vermittler in einigen Stoffwechselwegen lebender Organismen wie glykolytischer Abbau oder Glykolyse sowie im Calvin -Zyklus in Pflanzen.

Biochemisch ist das DHAP das Produkt der Wirkung eines Enzyms Aldolase auf Fructose-1,6-Biphosphat (FBP), das eine aldolitische Trennung verursacht, die zu zwei Verbindungen von drei Kohlenstücken führt: DHAP und Glyceraldehyd 3-Phosphat (Gap).

Quelle: David T. MacPherson [Public Domain]

Im Calvin -Zyklus führt die Aldolase die umgekehrte Reaktion durch, wobei DHAP.

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Eigenschaften

Die DHAP wird innerhalb der als Ketotriosas bekannten Moleküle klassifiziert. Hier.

Die Lücke und DahP sind funktionelle Isomere und bilden die einfachsten Kohlenhydrate innerhalb biologisch aktiver organischer Moleküle.

Obwohl die chemische Struktur vieler gemeinsamer Kohlenhydrate wie Lücke und DHAP Aldehyde und Ketone sind, werden sie durch den Begriff des Kohlenhydrats übertragen, um sich auf direkte Derivate von Sacchariden zu beziehen.

DHAP in der Glykolyse

In der Glykolyse beeinträchtigen eine Reihe von Reaktionen Glukose zu Pyruvat. Dieser Abbau erfolgt zunehmend in 10 aufeinanderfolgenden Schritten, in denen verschiedene Enzyme beteiligt sind und eine Vielzahl von Vermittlern produziert wird, die alle phosphoryliert sind.

Die DHAP erscheint in der Glykolyse in der vierten Reaktion dieses Prozesses, die aus dem Bruch des FBP in zwei Kohlenhydraten von drei Kohlenstoff (Trioasasie) besteht Lücke, um dieser Route zu folgen.

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Diese Reaktion wird durch eine Aldolase katalysiert (fructose biptatat.

Diese Reaktion tritt nur auf, wenn die zu teile von Hexose eine Carbonylgruppe in C2 und ein Hydroxyl in C4 hat. Aus diesem Grund erfolgt zuvor die Isomerisierung von Glucose-6-Phosphat (G6P) in Fructose 6-Phosphat (F6P).

Bei der fünften Reaktion der Glykolyse ist auch die DHAP beteiligt, im Fall der Lücken -Isomerisierung durch das dreiphasige Isomase oder das Tim -Phosphat -Enzym. Mit dieser Reaktion ist die erste Phase des Glukoseabbaues abgeschlossen.

Aldolase -Reaktion

Auf der aldolischen Bruch gibt es zwei Zwischenhändler, bei denen die DHAP für 90% des Gleichgewichtsgemisches.

Es gibt zwei Arten von Aldlasase: a) Typ -I -Aldolase ist in tierischen und pflanzlichen Zellen vorhanden und ist durch die Bildung einer Schiffsbasis zwischen dem enzymatischen aktiven Zentrum und dem FBP -Carbonyl gekennzeichnet. b) Typ -II -Aldolase ist in einigen Bakterien und Pilzen vorhanden, es hat ein Metall auf dem aktiven Zentrum (normalerweise Zn).

Der aldolische Bruch beginnt mit der Adhäsion des Substrats an das aktive Zentrum und der Entfernung eines Protons der β-Hydroxylgruppe, wobei die Protonen-Schiff-Base (Iminio-Kation) bildet. Der Bruch der Kohlenstoffe C3 und C4 erzeugt die Freisetzung der Lücke und die Bildung eines Vermittlers namens In Love.

Die Emaina wird anschließend stabilisiert, so dass ein iMinio -Kation gebildet wird, das hydrolysiert, was schließlich den DHAP freigibt und somit das freie Enzym regeneriert.

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In Zellen mit Aldosos vom Typ II²⁺, Derjenige, der den Vermittler stabilisiert, verliebt sich, um die DHAP freigeben zu können.

Tim -Reaktion

Wie bereits erwähnt, ist die DHAP -Gleichgewichtskonzentration größer als die der Lücke.

Diese Transformation erfolgt dank des Enzyms Tim. Dies ist die fünfte Reaktion des glykolytischen Abbauprozesses, und darin werden die C1- und C6 -Kohlenstoffe die C3 -Kohlenstoffe der Lücke, während die C2- und C5 LÜCKE.

Das TIM -Enzym wird als "perfektes Enzym" angesehen, da die Diffusion die Geschwindigkeit der Reaktion steuert, was bedeutet, dass das Produkt so schnell gebildet wird.

In der DHAP -Transformationsreaktion auf Lücke wird ein Vermittler namens Enediol gebildet. Diese Verbindung kann den Protonen der Hydroxilli -Gruppen einem Rest des aktiven Zentrums des Tim -Enzyms an einen Rest verleihen.

DHAP im Calvin -Zyklus

Der Calvin -Zyklus ist der Kohlenstoff -Photosynthese -Reduktionszyklus (PCR), der die dunkle Phase des Photosyntheseprozesses der Pflanzen ausmacht. Zu diesem Zeitpunkt werden die Produkte (ATP und NADPH) in der leuchtenden Phase des Prozesses verwendet, um Kohlenhydrate herzustellen.

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In diesem Zyklus werden sechs Lückenmoleküle gebildet, von denen zwei durch Isomerisierung in DHAP verwandelt werden. Diese Reaktion ist reversibel, obwohl das Gleichgewicht im Fall dieses Zyklus und im Gegensatz zur Glykolyse in Richtung GAP -Umwandlung in DHAP verschoben wird.

Diese DHAP -Moleküle können dann zwei Möglichkeiten folgen, einer ist eine aldolische Kondensation, die von einer Aldolase katalysiert wird, in der es mit einem Gap -Molekül zur Bildung von FBP kondensiert wird.

Die andere Reaktion, die eine der DHAP einnehmen kann. In diesem letzten Weg reagiert es mit einem Erythrous, um 1,7-Biphosphat zu bilden.

DHAP in der Gluconeogenese

In der Glukoneogenese werden einige nicht -glucidische Verbindungen wie Pyruvat, Lactat und einige Aminosäuren in Glucose umgewandelt. In diesem Prozess erscheint die DHAP erneut durch die Isomerisierung eines Gap -Moleküls durch Tims Aktion und dann durch eine aldische Kondensation, um FBP zu werden.

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