GLYCERALDEHYDE: الهيكل والخصائص والوظائف - مادة الاحياء - 2026

و غليسيرألدهيد هو ثلاثة فقط - أحادي السكاريد الكربون، التي كانت في ذلك الوقت التريوز فقط. وهو أيضًا مادة ألدوتريوز لأنه يحتوي على مجموعة ألدهيد. تأتي كلمة glyceraldehyde من مزيج الجلسرين والألدهيد. هذا لأن الجلسيرالديهيد مشابه للجلسرين ، لكن الكربون واحد (C-1) هو ألدهيد.

يتم إجراء التركيب الكيميائي للجليسرالديهيد بطرق مختلفة ، على سبيل المثال باستخدام الإنزيمات. Glyceraldehyde هو جزيء تفاعلي إلى حد ما ، قادر على تكوين روابط متقاطعة بين البروتينات.

المصدر: DrTW في ويكيبيديا الهولندية

بناء

يمتلك Glyceraldehyde مركزًا غير متماثل أو مراوان (ذرة الكربون 2 ، C-2). إنه يشكل اثنين من المتغيرات D (اليد اليمنى) و L (اليسرى) ، والتي تقوم بتدوير مستوى الضوء المستقطب في اتجاهين متعاكسين: D-glyceraldehyde يحولها إلى اليمين و L-glyceraldehyde إلى اليسار.

يكون الدوران البصري المحدد لـ D-glyceraldehyde عند 25 درجة مئوية + 8.7 درجة ، والدوران البصري المحدد لـ D-glyceraldehyde عند 25 درجة مئوية هو -8.7 درجة مئوية. غالبًا ما يوجد D-glyceraldehyde في الطبيعة ، بشكل أساسي في صورة جلسيرالديهيد 3-فوسفات.

يستخدم تكوين L-glyceraldehyde كمرجع معياري للكربوهيدرات. تكثر السكريات D في الجزيئات البيولوجية. ذرة الكربون 3 (C-3) للجليسرالدهيد هي مجموعة هيدروكسي ميثيلين (-CH ₂ OH).

مميزات

بلورات Glyceraldehyde عديمة اللون وذات مذاق حلو. الصيغة التجريبية لهذا السكر هي C ₃ H ₆ O ₃ ووزنه الجزيئي 90 جم / مول.

في محلول مائي ، يوجد DL-glyceraldehyde بشكل أساسي على شكل ألدهيدرول ، وهو شكل رطب من الألدهيد. DL-glyceraldehyde البلوري ثنائي الأبعاد.

أظهر تحليل بلورات glyceraldehyde بواسطة الأشعة السينية أنها تمتلك 1.4 حلقة ديوكسان مع جميع البدائل في الاتجاه الاستوائي.

في محلول مائي ، يخضع الجلسيرالديهيد للأكسدة التلقائية لتوليد الجذور الحرة 1-هيدروكسي ألكيل وثنائي الأوكسجين الذي يقلل من المواد الوسيطة مثل الأكسيد الفائق ، وبيروكسيد الهيدروجين ، والجذور المائية. يرتبط هذا باستهلاك الأكسجين السريع.

ينخفض ​​معدل استهلاك الأكسجين ببطء في وجود ديسموتاز الفائق. هذا يشير إلى وجود تكوين فوق أكسيد أثناء الأكسدة التلقائية للجليسرالديهيد. الخطوة المحددة لأكسدة الغليسيرالديهايد هي معدل التنويم بالجليسرالديهايد

يتم تحفيز تخليق D-glyceraldehyde بواسطة الأحماض الأمينية الأولية والثانوية ، ويفضل عند قيم الأس الهيدروجيني المنخفضة (3 إلى 4).

المميزات

في الروابط المتقاطعة بين البروتينات

تفاعل البروتين البروتين هو آلية جزيئية لعمليات بيولوجية معقدة متعددة. يمكن أن تكون هذه التفاعلات عابرة ، مثل تفاعل البروتينات في مسار التمثيل الغذائي أو ترجمة الإشارة.

تعتبر الروابط الكيميائية المتقاطعة طريقة مباشرة لتحديد تفاعلات البروتين البروتينية العابرة والمستقرة.

تتكون تقنية التشابك بين البروتينات من تكوين روابط تساهمية ، حيث يتم استخدام عوامل لها مجموعات تفاعلية ثنائية الوظيفة تتفاعل مع مجموعات الأمينية والسلفهيدريل لبقايا الأحماض الأمينية للبروتينات.

على وجه التحديد ، تتفاعل العوامل مع المجموعات الأمينية الأولية (مثل epsilon-amino لبقايا الليسين) وتشكل روابط متقاطعة داخل وحدة فرعية بروتينية وبين وحدات بروتينية فرعية.

هناك مجموعة متنوعة من وكلاء التشابك المتاحة تجاريًا. على الرغم من أن glyceraldehyde هو عامل تشابك ، إلا أن هناك عوامل أخرى أكثر شيوعًا ، مثل الجلوتارالدهيد. وذلك لأن الجلوتارالدهيد يحافظ على الصلابة الهيكلية للبروتين ، وهو مطلب مهم في العديد من الدراسات.

العوامل الشائعة الأخرى هي المحولات المتجانسة ، والتي تختلف في طول ذراع المباعد بين مجموعاتها التفاعلية. بعض الأمثلة على الإيمويدسترات هي ثنائي ميثيل أبيميدات (DMA) ، وثنائي ميثيل سوبريميدات (DMS) ، وثنائي ميثيل بيميليميدات (DMP).

في الروابط المتقاطعة بين الكرات المجهرية الجيلاتينية

تتمتع كريات الجيلاتين المجهرية بالقدرة على إطلاق العقاقير الخاضعة للرقابة. وذلك لأن هذه الكرات المجهرية ليست سامة ويتم إفراز منتجاتها بسهولة. ومع ذلك ، فإن الجيلاتين عبارة عن بوليمر قابل للذوبان ، لذلك يجب تعديله كيميائيًا ليكون بمثابة نظام توصيل الدواء.

يمكن اعتبار D ، L-glyceraldehyde عامل تشابك غير سام (الجرعة المميتة ، LD50 IP في الجرذان هي 2000 مجم / كجم). علاوة على ذلك ، في جسم الإنسان ، يتم فسفرة D-glyceraldehyde بواسطة triose kinase. وبهذه الطريقة ، يتشكل جلسيرالديهيد 3 فوسفات الذي يدخل تحلل السكر.

تنتج معالجة كريات الجيلاتين المجهرية باستخدام D ، L-glyceraldehyde لمدة 24 ساعة كريات مجهرية مع عدد أقل من بقايا الأحماض الأمينية الليسين الحرة. لذلك ، تم تقييم قدرة المجهرية على إطالة أمد ، على سبيل المثال ، تأثير كلودينين هيدروكلوريد ، وهو خافض للضغط ، وقد تم تقييمها.

تم إعطاء الكريات المجهرية عن طريق الحقن تحت الجلد لخنازير غينيا البيضاء والجرذان. بعد الحقن ، انخفض ضغط الدم الانقباضي لمدة ساعتين ، وبالتالي استعاد قيمته الأساسية. تم تحليل أنسجة موقع الحقن ولم يتم العثور على كريات مجهرية ، على الرغم من ملاحظة الالتهاب.

في تفاعلات البريبايوتك

في ظل ظروف البريبايوتيك - مثل تلك التي افترضتها الأرض المبكرة - كان من الممكن أن يكون الفورمالديهايد قد خدم في تخليق الجلسيرالديهيد ، وهو وسيط كيميائي يشارك في العمليات الكيميائية التي قد تكون نشأت الحياة.

تستند الفرضية السابقة إلى حقيقة أن كلا من تحلل السكر والتمثيل الضوئي لهما جلسيرالديهيد 3-فوسفات كوسيط أيضي.

تم اقتراح نموذج كيميائي يشرح التخليق الحيوي للجليسرالديهيد من الفورمالديهايد عن طريق مسار دوري. يتم تصنيع الغليسيرالدهيد عن طريق إضافة الفورمالديهايد إلى ثلاثي (غليسرالديهايد ↔ ثنائي هيدروكسي أسيتون) لإنتاج رباعي العنب (كيتوتروز ، ألدوتيتروز) ، وإنتاج جلايكوالدهيد ، وهو مقدمة لغليسيرالديهيد.

إضافة الفورمالديهايد إلى جلايكوالدهيد يكمل الدورة. يحدث تخليق جزيئين من ثلاثي ثلاثي من ستة جزيئات من الفورمالديهايد.

بشكل عام ، يُعتقد أن تخليق السكريات البريبايوتيك متورط في تفاعل فورموزا ، حيث يتم تحويل الفورمالديهايد في وجود كمية صغيرة من جلايكوالدهيد إلى سكريات عن طريق تفاعلات ألدول التكثيف.

لقد تم اقتراح أن أكسدة السكريات البريبايوتيك (جلايكوالدهيد ، ثلاثي ، تتروس) أنتجت أحماض متعددة الهيدروكسيد التي تعمل كمواد تحفيز ذاتي.

يشير تحويل الجليسيرالدهيد إلى حمض اللاكتيك وحمض الجليسريك ، وهو أكسيد يعتمد على هيدروكسيد الحديد ، إلى أن القلة من أحماض الهيدروكسي هذه حدثت على سطح هذه المادة.

المراجع

1. Breslow ، R. ، Ramalingam ، V. ، Appayee ، C. 2013. تحفيز تخليق الغليسيرالدهيد بواسطة الأحماض الأمينية الأولية أو الثانوية تحت ظروف البريبايوتك كدالة لدرجة الحموضة. أصل الحياة تطور Biosphera. DOI 10.1007 / s11084-013-9347-0.
2. Carey، FA، Giuliano، RM 2016. الكيمياء العضوية. ماكجرو هيل ، نيويورك.
3. Robyt، JF 1998. أساسيات كيمياء الكربوهيدرات. سبرينغر ، نيويورك.
4. Thornalley، P.، Wolff، S.، Crabbe، J.، Stern، A. 1984. الأكسدة التلقائية للجليسرالديهيد والسكريات الأحادية البسيطة الأخرى في ظل الظروف الفسيولوجية التي تحفزها الأيونات العازلة. Biochimica et Biophysica Acta ، 797 ، 276-287.
5. Vandelli، MA، Rivas، F.، Guerra، P.، Forni، F.، Arletti، R. 2001. الكرات المجهرية الجيلاتينية المتشابكة مع D ، L-glyceraldehyde كنظام محتمل لإيصال الدواء: التحضير ، التوصيف ، في المختبر وفي الجسم الحي دراسات. المجلة الدولية للصيدلانيات ، 215 ، 175-184.
6. Weber، AL 1987. النموذج الثلاثي: glyceraldehyde كمصدر للطاقة ومونومرات لتفاعلات تكثيف البريبايوتك. اصول الحياة ، 17 ، 107-119.