و الريبوز هو خمسة - السكر الكربون موجود في ribonucleosides، ribonucleotides ومشتقاته. يمكن العثور عليها تحت أسماء أخرى مثل β-D-ribofuranose و D-ribose و L-ribose.
النيوكليوتيدات هي "لبنات بناء" العمود الفقري للحمض النووي الريبي (RNA). يتكون كل نوكليوتيد من قاعدة يمكن أن تكون الأدينين ، الجوانين ، السيتوزين أو اليوراسيل ، مجموعة الفوسفات والسكر ، الريبوز.
إسقاط فيشر لـ D- و L-Ribose (المصدر: NEUROtiker عبر ويكيميديا كومنز)
يتواجد هذا النوع من السكر بكثرة في الأنسجة العضلية ، حيث يرتبط بالنيوكليوتيدات ، وخاصة الأدينوزين ثلاثي الفوسفات أو ATP ، وهو أمر ضروري لوظيفة العضلات.
تم اكتشاف D-ribose في عام 1891 من قبل Emil Fischer ، ومنذ ذلك الحين تم إيلاء الكثير من الاهتمام لخصائصه الفيزيائية والكيميائية ودوره في التمثيل الغذائي الخلوي ، أي كجزء من الهيكل العظمي لحمض الريبونوكلييك ، ATP ومختلف الإنزيمات.
في البداية ، تم الحصول على هذا فقط من التحلل المائي للخميرة RNA ، حتى في الخمسينيات من القرن الماضي ، تم تصنيعه من D-glucose بكميات يمكن الوصول إليها إلى حد ما ، مما سمح بتصنيع إنتاجه.
مميزات
الريبوز هو ألدوبنتوز يتم استخراجه عادة كمركب كيميائي نقي على شكل D- ريبوز. وهي مادة عضوية قابلة للذوبان في الماء ، ولها مظهر أبيض وبلوري. لكونه كربوهيدرات ، فإن الريبوز له خصائص قطبية ومحبة للماء.
يفي ريبوز بقاعدة الكربوهيدرات الشائعة: فهو يحتوي على نفس عدد ذرات الكربون والأكسجين ، ومرتين هذا العدد في ذرات الهيدروجين.
من خلال ذرات الكربون في الموضع 3 أو 5 ، يمكن لهذا السكر أن يرتبط بمجموعة فوسفات ، وإذا ارتبط بإحدى القواعد النيتروجينية للحمض النووي الريبي ، يتشكل نوكليوتيد.
الطريقة الأكثر شيوعًا للعثور على الريبوز في الطبيعة هي D-ribose و 2-deoxy-D-ribose ، وهي مكونات من النيوكليوتيدات والأحماض النووية. D-ribose هو جزء من الحمض النووي الريبي (RNA) و 2-deoxy-D-ribose من حمض الديوكسي ريبونوكلييك (DNA).
الاختلافات الهيكلية بين Ribose و Deoxyribose (المصدر: برنامج تعليم الجينوم عبر ويكيميديا كومنز)
في النيوكليوتيدات ، يكون كلا النوعين من البنتوز في شكل β-furanose (حلقة خماسية مغلقة).
في المحلول ، يكون الريبوز الحر في حالة توازن بين شكل الألدهيد (سلسلة مفتوحة) وشكل فورانوز-فورانوز الدوري. ومع ذلك ، فإن الحمض النووي الريبي لا يحتوي إلا على الشكل الدوري β-D-ribofuranose. عادة ما يكون الشكل النشط بيولوجيًا هو D-ribose.
بناء
الريبوز هو سكر مشتق من الجلوكوز الذي ينتمي إلى مجموعة الدوبينتوز. صيغته الجزيئية هي C5H10O5 ويبلغ وزنه الجزيئي 150.13 جم / مول. نظرًا لأنه سكر أحادي السكاريد ، فإن التحلل المائي له يفصل الجزيء إلى مجموعاته الوظيفية.
يحتوي ، كما تشير صيغته ، على خمس ذرات كربون يمكن العثور عليها دوريًا كجزء من حلقات مكونة من خمسة أو ستة أعضاء. يحتوي هذا السكر على مجموعة ألدهيد في الكربون 1 ومجموعة هيدروكسيل (-OH) عند ذرات الكربون من الموضع 2 إلى الموضع 5 من حلقة البنتوز.
يمكن تمثيل جزيء الريبوز في إسقاط فيشر بطريقتين: D-ribose أو L-ribose ، حيث أن الشكل L هو الأيزومر الفراغي والمُصادِر للصيغة D والعكس صحيح.
يعتمد تصنيف الشكل D أو L على اتجاه مجموعات الهيدروكسيل لذرة الكربون الأولى بعد مجموعة الألدهيد. إذا كانت هذه المجموعة موجهة نحو الجانب الأيمن ، فإن الجزيء الذي يمثل فيشر يتوافق مع D-ribose ، وإلا إذا كان باتجاه الجانب الأيسر (L-ribose).
يمكن تمثيل إسقاط هاوورث للريبوز في هيكلين إضافيين اعتمادًا على اتجاه مجموعة الهيدروكسيل على ذرة الكربون غير المألوفة. في الموضع ، يتم توجيه الهيدروكسيل نحو الجزء العلوي من الجزيء ، بينما يوجه موضع α الهيدروكسيل نحو الأسفل.
إسقاط هوورث لـ Ribopyranose و Ribofuranose (المصدر: NEUROtiker عبر ويكيميديا كومنز)
وبالتالي ، وفقًا لإسقاط Haworth ، يمكن أن يكون هناك أربعة أشكال محتملة: β-D-ribose أو α-D-ribose أو β-L-ribose أو α-L-ribose.
عندما يتم ربط مجموعات الفوسفات بالريبوز ، غالبًا ما يشار إليها باسم α و β و Ƴ. يوفر التحلل المائي للنيوكليوزيد ثلاثي الفوسفات الطاقة الكيميائية لدفع مجموعة متنوعة من التفاعلات الخلوية.
المميزات
لقد تم اقتراح أن فوسفات الريبوز ، وهو نتاج تحلل الريبونوكليوتيدات ، هو أحد السلائف الرئيسية للفيوران والثيوفينول ، وهما المسؤولان عن الرائحة المميزة للحوم.
في الخلايا
تجعل اللدونة الكيميائية للريبوز الجزيء متورطًا في الغالبية العظمى من العمليات الكيميائية الحيوية داخل الخلية ، مثل ترجمة الحمض النووي وتخليق الأحماض الأمينية والنيوكليوتيدات ، إلخ.
يعمل الريبوز باستمرار كوسيلة كيميائية داخل الخلية ، حيث يمكن أن تحتوي النيوكليوتيدات على مجموعة أو مجموعتين أو ثلاث مجموعات فوسفاتية مرتبطة تساهميًا مع بعضها البعض بواسطة روابط لا مائية. تُعرف هذه باسم نيوكليوسيدات أحادية وثنائية وثلاثي الفوسفات ، على التوالي.
الرابطة بين الريبوز والفوسفات من نوع الإستر ، ويطلق التحلل المائي لهذه الرابطة ما يقرب من 14 كيلو جول / مول في ظل الظروف القياسية ، بينما يطلق كل من روابط أنهيدريد حوالي 30 كيلو جول / مول.
في الريبوسومات ، على سبيل المثال ، يمكن لمجموعة 2′-hydroxyl من الريبوز تشكيل رابطة هيدروجينية مع أحماض أمينية مختلفة ، وهي رابطة تسمح بتخليق البروتين من الحمض الريبي النووي النقال في جميع الكائنات الحية المعروفة.
يحتوي سم معظم الثعابين على فوسفوديستيراز الذي يحلل النيوكليوتيدات من نهاية 3 ′ التي تحتوي على هيدروكسيل حر ، مما يكسر الروابط بين 3 هيدروكسيل الريبوز أو الديوكسيريبوز.
في الطب
في السياقات الطبية يتم استخدامه لتحسين الأداء والقدرة على ممارسة الرياضة عن طريق زيادة طاقة العضلات. يتم أيضًا علاج متلازمة التعب المزمن بهذا السكاريد ، بالإضافة إلى الألم العضلي الليفي وبعض أمراض الشريان التاجي.
من الناحية الوقائية ، يتم استخدامه لمنع إجهاد العضلات ، والتشنجات ، والألم والتصلب بعد التمرين في المرضى الذين يعانون من اضطراب وراثي لنقص myoadenylate deaminase أو نقص AMP deaminase.
المراجع
- ألبرتس ، ب ، جونسون ، أ ، لويس ، ج. ، مورغان ، د. ، راف ، إم ، روبرتس ، ك. ، ووالتر ، ب. (2015). البيولوجيا الجزيئية للخلية (الطبعة السادسة). نيويورك: جارلاند ساينس.
- أنجيل ، س. (1969). تكوين وتشكيل السكريات. Angewandte Chemie - الطبعة الدولية ، 8 (3) ، 157-166.
- Foloppe ، N. ، & Mackerell ، AD (1998). الخواص التوافقية لمخلوقات الديوكسيريبوز والريبوز للأحماض النووية: دراسة ميكانيكية كمومية ، 5647 (98) ، 6669 - 6678.
- Garrett، R.، & Grisham، C. (2010). الكيمياء الحيوية (الطبعة الرابعة). بوسطن ، الولايات المتحدة الأمريكية: بروكس / كول. سينجاج ليرنينج.
- جوتمان ، ب. (2001). النيوكليوتيدات والنيوكليوسيدات. المطبعة الأكاديمية ، ١٣٦٠-١٣٦١.
- ماثيوز ، سي ، فان هولدي ، ك ، وأهيرن ، ك. (2000). الكيمياء الحيوية (الطبعة الثالثة). سان فرانسيسكو ، كاليفورنيا: بيرسون.
- موترام ، دي إس (1998). تكوين النكهة في اللحوم ومنتجاتها: مراجعة. كيمياء الأغذية ، 62 (4) ، 415-424.
- نحامكين ، هـ. (1958). بعض الاشتقاقات اللغوية المثيرة للاهتمام للمصطلحات الكيميائية. المصطلحات الكيميائية ، 1-12.
- نيلسون ، DL ، & Cox ، MM (2009). مبادئ Lehninger للكيمياء الحيوية. إصدارات أوميغا (الطبعة الخامسة).
- شابيرو ، ر. (1988). توليف بريبيوتيك ريبوز: تحليل نقدي. أصول الحياة وتطور المحيط الحيوي ، 18 ، 71-85.
- مؤشر ميرك على الإنترنت. (2018). تم الاسترجاع من www.rsc.org/Merck-Index/monograph/m9598/dribose؟q=unauthorize
- واريس ، س. ، بيشتسريدر ، م ، وسليم الدين ، م. (2010). تلف الحمض النووي بواسطة الريبوز: تثبيط تركيزات الريبوز العالية. المجلة الهندية للكيمياء الحيوية والفيزياء الحيوية ، 47 ، 148-156.
- ويبمد. (2018). تم الاسترجاع في 11 أبريل 2019 من www.webmd.com/vitamins/ai/ingredientmono-827/ribose
- وولف ، ب ، وفاندامى إي (1997). التوليف الميكروبي لـ D-Ribose: عملية إزالة التنظيم الأيضي والتخمير. التقدم في علم الأحياء الدقيقة التطبيقي ، 4 ، 167-214.
- Xu، Z.، Sha، Y.، Liu، C.، Li، S.، Liang، J.، Zhou، J.، & Xu، H. (2016). L -Ribose isomerase و mannose-6-phosphate isomerase: خصائص وتطبيقات لإنتاج L- الريبوز. علم الأحياء الدقيقة التطبيقي والتكنولوجيا الحيوية ، 1-9.