글리 세르 알데히드 -3- 포스페이트 (GAP)이 당분의 대사 산물 (이름 그리스에서 유래; glicos = 단맛 또는 당, 용해 = 파열), 피루브산 2 개 분자의 행으로 변환 포도당 분자하는 대사 경로는 아데노신 삼인산 (ATP)의 형태로 에너지를 생산합니다.
세포에서 글리 세르 알데히드 3- 인산은 해당 과정을 포도당 생성 및 오탄당 인산 경로와 연결합니다. 광합성 유기체에서 이산화탄소 고정에서 나오는 글리 세르 알데히드 3- 인산염은 당의 생합성에 사용됩니다. 간에서 과당 대사는 해당 과정에 통합되는 GAP를 생성합니다.
출처 : Benjah-bmm27
구조
글리 세르 알데히드 3- 인산염은 3 개의 탄소를 가진 인산화 된 당입니다. 실험식은 C 3 H 7 O 6 P입니다. 알데히드기 (-CHO)는 탄소 1 (C-1), 히드 록시 메틸렌 기 (-CHOH)는 탄소 2 (C-2) 및 히드 록시 메틸기 ( -CH 2 OH)는 탄소 3 (C3)입니다. 후자는 인산기와 결합 (포스 포 에스테르 결합)을 형성합니다.
키랄 C-2에서 글리 세르 알데히드 3- 포스페이트의 배열은 D입니다. 일반적으로 키랄 탄소와 관련하여 피셔 투영에서 알데히드 그룹은 위쪽으로, 하이드 록시 메틸 포스페이트 그룹은 아래쪽으로, 하이드 록실 그룹은 아래쪽으로 표시됩니다. 오른쪽과 왼쪽에 수소 원자.
형질
글리 세르 알데히드 3- 포스페이트의 분자량은 170.06g / mol입니다. 모든 반응에 대한 표준 Gibbs 자유 에너지 변화 (ΔGº)는 생성물의 자유 에너지 변화를 더하고 반응물의 자유 에너지 변화 합계를 빼서 계산해야합니다.
이러한 방식으로 글리 세르 알데히드 3- 포스페이트 형성의 자유 에너지 변동 (ΔGº)이 결정되며, 이는 -1,285 KJ × mol -1 입니다. 관례 적으로 25ºC와 1 기압의 표준 상태에서 순수 원소의 자유 에너지는 0입니다.
풍모
당분 해 및 포도당 생성
Glycolysis는 모든 세포에 존재합니다. 그것은 두 단계로 나뉩니다 : 1) 글리 세르 알데히드 3- 포스페이트 (GAP)와 같은 인산염 그룹을 전달할 가능성이 높은 대사 산물의 에너지 투자 및 합성 단계; 2) 인산기 전달 전위가 높은 분자로부터 ATP 합성 단계.
글리 세르 알데히드 3- 포스페이트와 디 하이드 록시 아세톤 포스페이트는 효소 알 돌라 제에 의해 촉매되는 반응 인 프럭 토스 1,6- 비스 포스페이트로부터 형성됩니다. 글리 세르 알데히드 3- 포스페이트는 효소 GAP 탈수소 효소에 의해 촉매되는 반응을 통해 1,3- 비스 포스 포 글리세 레이트 (1,3BPG)로 전환됩니다.
GAP 탈수소 효소는 알데히드의 탄소 원자의 산화를 촉매하고 인산염 그룹을 전달합니다. 따라서 아실 기와 인 원자가 친 핵성 공격 반응을 일으키기 쉬운 혼합 무수물 (1,3BPG)이 형성됩니다.
다음으로 3-phosphoglycerate kinase에 의해 촉매되는 반응에서 1,3BPG는 인산기를 탄소 1에서 ADP로 이동시켜 ATP를 형성합니다.
aldolase, GAP dehydrogenase 및 3-phosphoglycerate kinase에 의해 촉매되는 반응이 평형 상태 (ΔGº ~ 0)이기 때문에 가역적이므로 포도당 생성 경로 (또는 새로운 포도당 합성)의 일부입니다. ).
오탄당 인산 경로와 캘빈 회로
5 탄당 인산 경로에서 글리 세르 알데히드 3- 인산 (GAP) 및 과당 6- 인산 (F6P)은 펜 토스, 자일 룰 로스 5- 인산 및 리보스 5로부터 반응을 절단하고 CC 결합을 형성하여 형성됩니다. -인산염.
글리 세르 알데히드 3- 인산은 포도당 생성 경로를 따라 오탄당 인산 경로를 계속하는 포도당 6- 인산을 형성 할 수 있습니다. 포도당은 오탄당 인산 경로의 산화 단계를 통해 완전히 산화되어 6 개의 CO 2 분자를 생성 할 수 있습니다 .
캘빈 사이클, CO 2 리불 로스 비스 포스페이트 카르 복실에 의해 촉매 반응에서, 3- 포스 포 글리세로 고정된다. 3- 포스 포 글리세 레이트는 GAP 탈수소 효소라고 불리는 효소의 작용을 통해 NADH에 의해 감소됩니다.
2 GAP 분자는 식물에서 전분 또는 셀룰로오스의 생합성에 사용되는 포도당과 같은 육당의 생합성에 필요합니다.
과당 대사
프 럭토 키나아제 효소는 C-1에서 ATP에 의한 프럭 토스의 인산화를 촉매하여 프럭 토스 1- 포스페이트를 형성합니다. 근육에서 발견되는 알 돌라 아제 A는 기질로서 과당 1,6- 비스 포스페이트에 특이 적입니다. 알 돌라 아제 B는 간에서 발견되며 기질로서 과당 1- 인산에 특이 적입니다.
Aldolase B는 과당 1-phosphate의 aldol 분해를 촉매하고 dihydroxyacetone phosphate와 glyceraldehyde를 생성합니다. 글리 세르 알데히드 키나아제는 ATP에 의한 글리 세르 알데히드의 인산화를 촉매하여 해당 중간체 인 글리 세르 알데히드 3- 포스페이트 (GAP)를 형성합니다.
다른 방식으로, 글리 세르 알데히드는 NADH를 전자 공여 기질로 사용하는 알코올 탈수소 효소에 의해 글리세롤로 변환됩니다. 그런 다음 글리세롤 키나아제는 ATP를 통해 글리세롤을 인산화하여 글리세롤 포스페이트를 형성합니다. 후자의 대사 산물은 재산 화되어 DHAP (dihydroxyacetone phosphate)와 NADH를 형성합니다.
DHAP는 효소 triose phosphate isomerase에 의해 GAP로 전환됩니다. 이러한 방식으로 과당은 해당 과정의 대사 산물로 전환됩니다. 그러나 정맥으로 투여되는 과당은 세포 내 인산염과 ATP의 급격한 고갈로 구성된 심각한 손상을 일으킬 수 있습니다. 젖산 증도 발생합니다.
과당의 손상은 포도당 이화 작용이 일반적으로 갖는 설정 점이 없기 때문입니다. 첫째, 과당은 인슐린과 무관 한 GLUT5를 통해 근육으로 들어갑니다.
둘째, 과당은 GAP로 직접 전환되어 해당 과정이 시작될 때 효소 PFK (phosphofruct kinase)의 조절을 우회합니다.
Entner-Doudoroff 경유
당분 해는 포도당 이화 작용을위한 보편적 인 경로입니다. 그러나 일부 박테리아는 Entner-Doudoroff 경로를 번갈아 사용합니다. 이 경로는 효소에 의해 촉매되는 6 단계를 포함하며, 포도당은이 경로의 두 가지 최종 산물 인 GAP와 피루 베이트로 변환됩니다.
GAP와 피루 베이트는 알코올 발효 반응에 의해 에탄올로 변환됩니다.
참고 문헌
- Berg, JM, Tymoczco, JL, Stryer, L. 2015. 생화학. 짧은 코스. WH Freeman, 뉴욕.
- Miesfeld, RL, McEvoy, MM 2017. 생화학. WW Norton, 뉴욕.
- Nelson, DL, Cox, MM 2017. Lehninger 생화학 원리. WH Freeman, 뉴욕.
- Salway JG 2004. 한눈에 대사. 블랙웰, 몰든.
- Voet, D., Voet, JG, Pratt, CW 2008. 생화학의 기초 : 분자 수준에서의 생명. 와일리, 호보 켄.