3-fosfaat glycerolstructuur, kenmerken, functies

Hij 3-fosfaat glycerol Het is een glycerolmolecuul dat een esterlink heeft met een fosfaatgroep, met talloze functies in het metabolisme en deel uitmaken van de biomembranen. Dit molecuul dient als een metaboliet voor gluconeogenese, biosynthese van triacylglycerolen en biosynthese van tweede boodschappers zoals diacylglycerol (DAG).

Andere functies van 3-fosfaatglycerol zijn de biosynthese van glyceofosfolipiden, zoals cardiolipine, plasmalogenen en alkycylglycefosfosfolipiden. Neem bovendien deel aan een shuttle waarmee u NAD kunt regenereren⁺ In de cytosol.

Bron: Mzaki [Public Domain]

[TOC]

Structuur en kenmerken

De empirische formule van 3-fosfaat glycerol is c₃H₉OF₆P en heeft drie koolstofatomen. Koolstofatomen 1 en 3 (C-1 en C-3) vormen hydroxymethylgroepen (-CH2OH), terwijl koolstofatoom 2 (C-2) een hydroxymetyne-groep (-chah) vormt. Het zuurstofatoom van de hydroxymethylgroep, van C-3, vormt een esterlink met een fosfaatgroep.

Er zijn synoniemen voor 3-fosfaat glycerol, zoals 1,2,3-propanestriol, 1- (fosfaatdihydrogen) en 2,3-dihydroxipropil dihydrogen fosfaat, 3-fosfoglycerol. Het molecuulgewicht is 172,07 g/mol.

Standaard Gibbs vrije energieverandering (ΔGº) van de 3 -fosfaat glycerolfosfaatgroep is -9,2 kJ/mol.

Deze metaboliet wordt omgezet in een tussenliggende glycolyse. Wanneer de cellulaire energiebelasting hoog is, wordt de stroom door glycolyse verminderd en dient het fosfaatdihydroxyaceton (DHAP) als een uitgangsmateriaal voor biosyntheseroutes.

Functie

Gluconeogenese en via pentosfosfaat

Glycerol dient als een metaboliet voor anabole paden. Om dit te doen, moet het worden omgezet in een glycolytische intermediair door twee stappen die het glycerolkinase en glycerolfosfaatdehydrogenase glycerol nodig hebben om de dihydroxyaceton-fosfaat (DHAP) intermediaire (DHAP) te vormen.

Het enzymglycerolkinase katalyseert de overdracht van een fosfaatgroep van de ATP (adenosine trypfosfaat) naar glycerol, waardoor 3-fosfaat en ADP-glycerol (adenosinedifosfaat) vormt. Vervolgens, 3-fosfaat glycerol dehydrogenase katalyz.

Kan u van dienst zijn: gefaciliteerde diffusie

3-fosfaat (gereduceerde) glycerol-elektronen worden afgestaan ​​aan NAD⁺ (geoxideerd), vormend Dhap (roestig) en NADH (gereduceerd). De DHAP is een intermediaire metaboliet van glycolyse die koolzuurhoudende skeletten levert voor anabole routes, zoals glycogeen en nucleotide -biosynthese.

Glucose 6-fosfaat gevormd door gluconeogenese kan doorgaan naar glycogeenbiosynthese of naar het pentosefosfaatpad. Tijdens glycogeenbiosynthese in de lever wordt 6-fosfaatglucose omgezet in 1-fosfaatglucose. Tijdens het pentosefosfaatpad wordt 6-fosfaatglucose omgezet in 5-fosfaatribose.

Biosynthese van triacylglyceroles

Triacilglyceroles zijn neutrale lipiden (ze hebben geen belasting) die covalent covalent verenigde vetzuuresters hebben. Triacilgliceroles worden gesynthetiseerd uit acylgrade-CoA en glycerol 3-fosfaat of DHAP-esters.

Glyceronogenese is de nieuwe biosynthese van glycerol uit oxalacetaat, met behulp van gluconeogenese -enzymen. Het carboxylase -pyruvaat transformeert pyruvaat in oxalooacetaat en fosfoenolpiruvaatcarboxicase (PEPCK) transformeert oxalooacetaat in fosfoenolpiruvaat, een glycolytische intermediair.

Fosfoenolpiruvaat zet het pad van gluconeogeensis voort in de richting van de biosynthese van DHAP, die wordt omgezet in glycerol door 3-fosfaatdehydrogenase glycerol en een fosfatase die de fosfaatgroep hydrolyseert. Glycerol aldus gevormde wordt gebruikt voor biosynthese van triacylglyceroles.

Tijdens perioden van de honger wordt 30% van de vetzuren die de lever binnenkomen opnieuw getrok met triacylglycerolen en geëxporteerd zoals lipoproteïnen met een zeer lage dichtheid (VLDL).

De adipocyten, hoewel ze geen gluconeogenese uitvoeren, hebben de fosfoenolpyruvaatcarboxychinase (PEPCK), die deelneemt aan de glyceogenese die nodig is voor de biosynthese van triacilglyceroll.

Kan u van dienst zijn: erythrous: kenmerken, structuur, functies

Gewone glyceofosfalipiden

Glycerofosfolipiden zijn 3-fosfaat glycerol trifes, waarbij fosfaat de polaire kop is. De C-1 en C-2 vormen esterbindingen met verzadigde vetzuren, zoals palmitaat of soteaat, en een enkelvoudig onverzadigd vetzuur, zoals olie. Deze beschrijving komt overeen met fosfatidaat, wat de eenvoudigste glyceofospolipide is.

In de celmembranen van de eukaryoten dient fosfatidaat als een voorloper van de meest voorkomende glyceofosfolipiden, die fosfatidylcholine, fosfatidylserine, fosfatidyletanolamine en fosfatidylinitol zijn.

De verdeling van lipiden (glyceofosfolipiden, sphyningofosfolipiden, sphyngoglycolipiden, cholesterol) in celmembranen is niet uniform. De interne monolaag van het erytrocytenmembraan is bijvoorbeeld rijk aan glyceofosfolipiden, terwijl de externe monolaag rijk is aan sfingolipiden.

Glyceofosfolipiden zijn belangrijk omdat ze deelnemen aan cellulair signalering. Door de werking van fosfolipase-enzymen, zoals fosfolipase C die het esterverbinding verbreekt op het C-3-niveau van het fosfatidylinositol-4,5-bifosfaat (PPI2), worden de inositol-signaleringsmoleculen geproduceerd 1,4,5-trifosfaat en diaclycerollollollololglycerol. (Dag).

Vaak bevatten slangengifstoffen fosfolipase A2, die de glycerofosfolipiden breken. Dit veroorzaakt schade aan weefsels door breuk van de membranen. Bevrijde vetzuren fungeren als wasmiddelen.

Minder gebruikelijke glyceofosfalipiden

Eukaryot -celmembranen bevatten andere fosfolipiden zoals cardiolipine, plasmalogenen en alkyloglyphlyphosfolipiden.

Cardiolipine is een fosfolipide die eerst werd geïsoleerd uit het hartweefsel. De biosynthese vereist twee fosfatidylglycerolmoleculen. Plasmalogenen bevatten koolwaterstofketens gekoppeld aan de glycerol C-1 door middel van een vinylether-link. Bij zoogdieren zijn 20% van glyceofosfolipiden plasmalogenen.

In de alquylglycefosfolipiden wordt een gehuurde substituent bevestigd aan de C-1 van glycerol door middel van Ether Union. Deze glyceofosfolipiden zijn minder overvloedig dan plasmalogenen.

Kan u van dienst zijn: Arabinous: kenmerken, structuur en functies

NAD -regeneratie⁺ In de cytosol

De skeletspier, de hersenen en spier van vliegende insecten gebruiken de 3-fosfaat glycerol shuttle. 3-fosfaat glycerol bestaat voornamelijk uit twee isoenzymen: 3-fosfaatdehydrogenase glycerol en een flavoproteïne dehydrogenase.

3-fosfaat glycerol dehydrogenase katalyseert de oxidatie van cytosolische NDH. Deze NADH komt voor in glycolyse, in de pass. 3-fosfaat glycerol dehydrogenase katalyseert de overdracht van twee elektronen van NADH (gereduceerd) naar het dihydroxyaceton-fosfaatsubstraat (geoxideerd).

3-fosfaatdehydrogenase katalyseproducten zijn NAD⁺ (geoxideerd) en 3-fosfaat glycerol (gereduceerd). De laatste wordt geoxideerd door een flavoproteïne dehydrogenase dat wordt gevonden in het interne membraan van de mitochondria. Op deze manier wordt de DHAP gerecycled.

Flavoproteïne dehydrogenase levert elektronen op naar de elektronentransportieketen. Daarom dient de NADH van de cytosol voor de biosynthese van 1,5 ATP -moleculen door oxidatieve fosforylering in de elektronentransportieketen. De NAD -regeneratie⁺ In cytosol kan glycose doorgaan. De GAPDH gebruikt NAD⁺ als een substraat.

Referenties

1. Berg, J. M., Tymoczco, J. L., Stryer, l. 2015. Biochemie: een korte cursus. W. H. Freeman, New York.
2. Lodish, h., Berk, een., Zipurski, s. L., Matsudaria, p., Baltimore, D., Darnell, J. 2003. Cellulaire en moleculaire biologie. Pan -American Medical Editorial, Buenos Aires.
3. Miesfeld, r. L., McEvoy, m. M. 2017. Biochemie. W. W. Norton, New York.
4. Nelson, D. L., Cox, m. M. 2017. Lehninger -principes van biochemie. W. H. Freeman, New York.
5. VOET, D., VOET, J. G., Pratt, c. W. 2008. Fundamentals of Biochemistry: Life op moleculair niveau. Wiley, Hoboken.