The dihydroxyaceton fosfát Jedná se o chemickou sloučeninu zkráceně pod zkratkou DHAP. Je prostředníkem v některých metabolických drahách živých organismů, jako je glykolytická degradace nebo glykolýza, stejně jako v Calvinově cyklu v rostlinách.
Biochemicky je DHAP produktem působení enzymu aldolázy na fruktóza-1,6-bisfosfát (FBP), který způsobuje aldolytický rozklad vedoucí ke dvěma sloučeninám se třemi uhlíky: DHAP a glyceraldehyd-3-fosfát (GAP).
V Calvinově cyklu aldoláza provádí reverzní reakci a kondenzuje molekuly DHAP s molekulami GAP za vzniku hexózy..
Rejstřík článků
DHAP je klasifikován v molekulách známých jako ketotriózy. Jedná se o monosacharidy tvořené řetězcem tří uhlíků (triózy) s karbonylovou skupinou na centrálním uhlíku (C2).
GAP a DAHP jsou funkční izomery a tvoří nejjednodušší sacharidy v biologicky aktivních organických molekulách.
Ačkoli chemická struktura mnoha běžných sacharidů, jako jsou GAP a DHAP, jsou aldehydy a ketony, dostává se jim výrazu sacharid s odkazem na přímé deriváty sacharidů.
Při glykolýze řada reakcí degraduje glukózu na pyruvát. K této degradaci dochází postupně v 10 po sobě jdoucích krocích, kde zasahují různé enzymy a vyrábí se řada meziproduktů, které jsou všechny fosforylovány..
DHAP se objevuje v glykolýze ve čtvrté reakci tohoto procesu, která spočívá v rozpadu FBP na dva uhlohydráty tří uhlíků (triózy), z nichž pouze GAP pokračuje v sekvenci glykolýzy, zatímco DHAP je třeba transformovat na GAP, aby následoval tuto cestu.
Tato reakce je katalyzována aldolázou (fruktóza bisfosfát aldoláza), která provádí aldolové štěpení mezi uhlíky C3 a C4 FBP.
K této reakci dochází, pouze pokud má rozdělená hexóza karbonylovou skupinu na C2 a hydroxylovou skupinu na C4. Z tohoto důvodu dochází dříve k izomerizaci glukózo-6-fosfátu (G6P) na fruktóza 6-fosfát (F6P)..
DHAP se také účastní páté glykolýzní reakce, což je její izomerace na GAP pomocí enzymu triosa fosfát izomerázy nebo TIM. Touto reakcí je dokončena první fáze degradace glukózy..
Při rozkladu aldolu se vyrábějí dva meziprodukty, kde DHAP tvoří 90% směsi v rovnováze.
Existují dva typy aldoláz: a) aldoláza typu I je přítomna v živočišných a rostlinných buňkách a je charakterizována tvorbou Schiffovy báze mezi enzymatickým aktivním místem a karbonylem FBP. b) Aldoláza typu II se nachází v některých bakteriích a houbách, má v aktivním místě kov (obvykle Zn).
Aldolové štěpení začíná adhezí substrátu k aktivnímu místu a odstraněním protonu z β-hydroxylové skupiny za vzniku protonované Schiffovy báze (iminiový kation). Rozklad uhlíků C3 a C4 vede k uvolňování GAP a tvorbě meziproduktu zvaného enamin..
Enamin se následně stabilizuje, takže se vytvoří iminiový kation, který se hydrolyzuje, čímž se nakonec uvolní DHAP a volný enzym se tak regeneruje.
V buňkách s aldolázou typu II nedochází k tvorbě Schiffovy báze, což je dvojmocný kovový kation, obvykle Zndva+, ten, který stabilizuje meziprodukt enamin za účelem uvolnění DHAP.
Jak již bylo zmíněno, rovnovážná koncentrace DHAP je vyšší než koncentrace GAP, takže molekuly DHAP se transformují na GAP, protože ten se použije v následující glykolýzní reakci..
K této transformaci dochází díky enzymu TIM. Toto je pátá reakce procesu glykolytické degradace a v ní se uhlíky C1 a C6 glukózy stávají uhlíky C3 GAP, zatímco uhlíky C2 a C5 se stávají C2 a C3 a C4 glukózy se stávají C1 GAP.
Enzym TIM je považován za „dokonalý enzym“, protože difúze řídí rychlost reakce, což znamená, že produkt se tvoří stejně rychle, jako se spojuje aktivní místo enzymu a jeho substrát..
Při reakci transformace DHAP na GAP vzniká meziprodukt zvaný enediol. Tato sloučenina je schopna vzdát se protonů hydroxylových skupin zbytku aktivního místa enzymu TIM..
Calvinův cyklus je cyklus redukce fotosyntetického uhlíku (PCR), který představuje temnou fázi procesu fotosyntézy v rostlinách. V této fázi se produkty (ATP a NADPH) získané ve světelné fázi procesu používají k výrobě sacharidů..
V tomto cyklu se vytvoří šest molekul GAP, z nichž dvě se transformují na DHAP izomerací, díky působení enzymu TIM, v inverzní reakci na tu, která nastává při degradaci glykolýzy. Tato reakce je reverzibilní, i když je rovnováha v případě tohoto cyklu a na rozdíl od glykolýzy posunuta směrem ke konverzi GAP na DHAP.
Tyto molekuly DHAP pak mohou sledovat dvě cesty, jednou je aldolová kondenzace katalyzovaná aldolázou, ve které kondenzuje s molekulou GAP za vzniku FBP.
Druhou reakcí, kterou může jeden z DHAP provést, je hydrolýza fosfátů katalyzovaná sedoheptulóza-bisfosfatázou. V tomto posledním postupu reaguje s erytrosou za vzniku 1,7-bisfosfátu sedoheptulosy.
V glukoneogenezi se některé ne-glucidové sloučeniny, jako je pyruvát, laktát a některé aminokyseliny, přeměňují na glukózu. V tomto procesu se DHAP znovu objevuje prostřednictvím izomerizace molekuly GAP působením TIM a poté prostřednictvím aldolové kondenzace se stává FBP.
Zatím žádné komentáře