TRIOSE: الخصائص والوظائف في الجسم - مادة الاحياء - 2025

و تريوز والسكريات الأحادية ثلاثة الكربون الذي هو الصيغة الكيميائية التجريبية C ₃ H ₆ O ₆. هناك نوعان من الجلايسيرالديهيد (ألدوز) وثنائي هيدروكسي أسيتون (الحالة الكيتونية). تعتبر التثلييات مهمة في عملية التمثيل الغذائي لأنها تربط ثلاثة مسارات استقلابية: تحلل السكر وتكوين السكر ومسار فوسفات البنتوز.

أثناء عملية التمثيل الضوئي ، تعد دورة كالفين مصدرًا لثلاثيات تخدم في التخليق الحيوي للفركتوز 6 فوسفات. يتم تحويل هذا السكر ، بطريقة فسفرة ، عن طريق خطوات محفزة إنزيميًا إلى السكريات الاحتياطية أو الهيكلية.

المصدر: Wesalius

تشارك الثلاثيات في التخليق الحيوي للدهون التي تشكل جزءًا من أغشية الخلايا والخلايا الشحمية.

مميزات

يحتوي Aldose glyceraldehyde على ذرة كربون مراوان واحدة وبالتالي يحتوي على اثنين من المتغيرات ، L-glyceraldehyde و D-glyceraldehyde. لكل من المتغيرات D و L خصائص كيميائية وفيزيائية مختلفة.

يقوم D-glyceraldehyde بتدوير مستوى الضوء المستقطب إلى اليمين (+) وله دوران D ، عند 25 درجة مئوية ، + 8.7 درجة ، بينما يقوم L-glyceraldehyde بتدوير مستوى الضوء المستقطب إلى اليسار (-) ولها دوران D ، عند 25 درجة مئوية ، من -8.7 درجة.

الكربون اللولبي في الجليسيرالدهيد هو الكربون 2 (C-2) ، وهو كحول ثانوي. يمثل إسقاط Fischer مجموعة الهيدروكسيل (-OH) لـ D-glyceraldehyde على اليمين ومجموعة OH من L-glyceraldehyde على اليسار.

يفتقر ثنائي هيدروكسي أسيتون إلى الكربونات اللولبية ولا يحتوي على أشكال تماثلية. تسمح إضافة مجموعة هيدروكسي ميثيلين (-CHOH) إلى جلسيرالديهيد أو ثنائي هيدروكسي أسيتون بإنشاء مركز مراوان جديد. وبالتالي ، فإن السكر هو رباعي العنب لأنه يحتوي على أربعة كربون.

تؤدي إضافة مجموعة -CHOH إلى التيتروز إلى إنشاء مركز مراوان جديد. السكر المتكون هو بنتوز. يمكنك الاستمرار في إضافة مجموعات -CHOH حتى تصل إلى عشرة كربون كحد أقصى.

وظائف في الجسم

ثلاثيات كمواد وسيطة في تحلل السكر وتكوين السكر ومسار فوسفات البنتوز

يتكون تحلل السكر من تكسير جزيء الجلوكوز إلى جزيئين من البيروفات لإنتاج الطاقة. يتضمن هذا المسار مرحلتين: 1) المرحلة التحضيرية ، أو استهلاك الطاقة ؛ 2) مرحلة توليد الطاقة. الأول هو الذي ينتج الثلاثيات.

في المرحلة الأولى ، يتم زيادة محتوى الطاقة الحرة للجلوكوز من خلال تكوين الفوسفويستر. في هذه المرحلة ، يعتبر الأدينوزين ثلاثي الفوسفات (ATP) هو مانح الفوسفات. تبلغ هذه المرحلة ذروتها في تحويل فوسفات الفركتوز 1،6-بيسفوسفات (F1،6BP) إلى فوسفات ثلاثي ، جليسيرالديهيد 3-فوسفات (GA3P) وفوسفات ثنائي هيدروكسي أسيتون (DHAP).

استحداث السكر هو التخليق الحيوي للجلوكوز من البيروفات والمواد الوسيطة الأخرى. يستخدم جميع إنزيمات تحلل السكر التي تحفز التفاعلات التي يكون تباين طاقة جيبس ​​المعياري البيوكيميائي في حالة توازن (ΔGº '~ 0). وبسبب هذا ، فإن تحلل السكر وتكوين السكر لهما وسطاء مشتركون ، بما في ذلك GA3P و DHAP.

يتكون مسار فوسفات البنتوز من مرحلتين: مرحلة أكسدة للجلوكوز 6 فوسفات وأخرى لتكوين NADPH وريبوز 5 فوسفات. في المرحلة الثانية ، يتم تحويل ريبوز 5-فوسفات إلى وسيطة تحلل السكر ، F1 ، 6BP و GA3P.

Trioses ودورة كالفين

ينقسم التمثيل الضوئي إلى مرحلتين. في الحالة الأولى ، تحدث التفاعلات المعتمدة على الضوء والتي تنتج NADPH و ATP. يتم استخدام هذه المواد في الثانية ، حيث يوجد تثبيت لثاني أكسيد الكربون وتشكيل السداسيات من ثلاثيات عبر مسار يعرف باسم دورة كالفين.

في دورة كالفين، ريبولوز الإنزيم 1،5-bisphosphate كربوكسيلاز / أوكسيجيناز (rubisco) يحفز الروابط التساهمية من CO ₂ إلى البنتوز ريبولوز 1،5-bisphosphate وفواصل غير مستقر ستة الكربون وسيطة إلى جزيئين من ثلاث ذرات كربون: 3-فوسفوجليسيرات.

من خلال التفاعلات الأنزيمية التي تشمل الفسفرة وتقليل 3-فوسفوجليسيرات ، باستخدام ATP و NADP ، يتم إنتاج GA3P. يتم تحويل هذا المستقلب إلى فركتوز 1،6-بيسفوسفات (F1،6BP) عن طريق مسار استقلابي مشابه لتكوين السكر.

من خلال عمل الفوسفاتيز ، يتم تحويل F1،6BP إلى فركتوز 6 فوسفات. ثم ينتج أيزوميراز الفوسفوهكسوز الجلوكوز 6 فوسفات (Glc6P). أخيرًا ، يحول epimerase Glc6P إلى جلوكوز 1-فوسفات ، والذي يستخدم في التخليق الحيوي للنشا.

ثلاثي ودهون الأغشية البيولوجية والخلايا الشحمية

يمكن أن يشكل GA3P و DHAP فوسفات الجلسرين وهو مستقلب ضروري للتخليق الحيوي لثلاثي الجلسرين والجليسيروليبيدات. ويرجع ذلك إلى أنه يمكن تحويل كل من ثلاثي فوسفات الفوسفات من خلال تفاعل محفز بواسطة أيزوميراز ثلاثي الفوسفات ، والذي يحافظ على كلا الفوسفات في حالة توازن.

يحفز إنزيم الجلسرين - فوسفات ديهيدروجينيز تفاعل الأكسدة والاختزال ، حيث يتبرع NADH بزوج إلكترون إلى DHAP لتكوين الجلسرين 3 فوسفات و NAD ⁺. L-glycerol 3-phosphate هو جزء من الهيكل العظمي للفوسفوليبيد وهو جزء هيكلي من الأغشية البيولوجية.

الجلسرين هو بروكيرال ، فهو يفتقر إلى الكربون غير المتماثل ، ولكن عندما يشكل أحد الكحولين الأساسيين فوسفويستر ، يمكن تسميته بشكل صحيح L-glycerol 3-phosphate ، أو D-glycerol 3-phosphate.

يُطلق على Glycerophospholipids أيضًا اسم phosphoglycerides ، حيث يُطلق عليه اسم مشتقات حمض الفوسفاتيديك. يمكن أن تشكل الفوسفوجليسريد الجلسرين الفسفوري من خلال تكوين روابط استر مع اثنين من الأحماض الدهنية. في هذه الحالة ، يكون المنتج الناتج هو 1،2-فوسفودياكيل جلسرين ، وهو مكون مهم للأغشية.

يحفز الجلسرين فوسفاتيز التحلل المائي لمجموعة الفوسفات من الجلسرين 3-فوسفات ، وينتج الجلسرين زائد الفوسفات. يمكن أن يكون الجلسرين بمثابة المستقلب الأولي للتخليق الحيوي لثلاثي الجلسريد ، وهو أمر شائع في الخلايا الشحمية.

تثلث وأغشية البكتيريا البدائية

على غرار البكتيريا eubacteria وحقيقيات النوى ، يتكون الجلسرين 3-فوسفات من ثلاثي فوسفات (GA3P و DHAP). ومع ذلك ، هناك اختلافات: الأول هو أن الجلسرين 3-فوسفات في أغشية البكتيريا الأثرية هو من التكوين L ، بينما في أغشية البكتيريا eubacteria وحقيقيات النوى يكون من التكوين D.

الاختلاف الثاني هو أن أغشية البكتيريا البدائية تشكل روابط استر مع سلسلتين هيدروكربونيتين طويلتين من مجموعات إيزوبرينويد ، بينما في البكتيريا eubacteria و eukaryotes eukaryotes glycerol يشكل روابط استر (1،2-diacylglycerol) مع سلسلتين هيدروكربونيتين من الأحماض الدهنية.

الاختلاف الثالث هو أنه في أغشية البكتيريا البدائية ، تختلف بدائل مجموعة الفوسفات والجلسرين 3-فوسفات عن تلك الموجودة في البكتيريا الحقيقية وحقيقيات النوى. على سبيل المثال ، ترتبط مجموعة الفوسفات بثنائي السكاريد α-glucopyranosyl- (1®2) - β-galactofuranose.

المراجع

1. Cui، SW 2005. الكربوهيدرات الغذائية: الكيمياء ، الخصائص الفيزيائية ، والتطبيقات. مطبعة CRC ، بوكا راتون.
2. de Cock، P.، Mäkinen، K، Honkala، E.، Saag، M.، Kennepohl، E.، Eapen، A. 2016. يعتبر الإريثريتول أكثر فعالية من إكسيليتول والسوربيتول في إدارة نقاط نهاية صحة الفم. المجلة الدولية لطب الأسنان.
3. Nelson، DL، Cox، MM 2017. مبادئ Lehninger للكيمياء الحيوية. دبليو إتش فريمان ، نيويورك.
4. Sinnott، ML 2007. هيكل وآلية كيمياء الكربوهيدرات والكيمياء الحيوية. الجمعية الملكية للكيمياء ، كامبريدج.
5. Stick، RV، Williams، SJ 2009. الكربوهيدرات: الجزيئات الأساسية للحياة. إلسفير ، أمستردام.
6. Voet، D.، Voet، JG، Pratt، CW 2008. أساسيات الكيمياء الحيوية - الحياة على المستوى الجزيئي. وايلي ، هوبوكين.