<<
>>

Биосинтетические реакции углеводов

Одно из важных свойств моносахаров — это способность к енолизации, обеспечивающая как процессы взаимопревращения моносахаров (см. схему 3.3.9), так и различные реакции биосинтеза.

В ряду последних, в первую очередь, следует отметить реакцию фиксации диоксида углерода дифосфатом рибулозы

как один из этапов цикла Кальвина. 1,5-дифосфат D-рибулозы (в таутомерной енольной форме) в присутствии оснований становится С-нуклеофилом, который легко присоединяет электрофильный диоксид углерода. Образующийся промежуточный разветвленный С6-сахарид гидролитически расщепляется на два фрагмента глицериновой

Схема 3.4.1

Схема 3.4.2

кислоты — таким образом, молекула углекислоты может считаться “усвоенной" (схема 3.4.1).

На следующем этапе 3-фосфат глицериновой кислоты восстанавливается реагентом in vivo (NADP-H) до фосфата глицеринового альдегида; последний (опять же через енольную форму) изомеризуется до соответствующего кетона — фосфата дигидроксиацетона. Показано, что из фосфатов глицеринового альдегида и дигидроксиацетона реакцией конденсации (типа альдоль- ной) образуется молекула дифосфата фруктозы: при этом дигидроксиацето- новая компонента выступает в качестве нуклеофила в форме енолят-анио- на (схема 3.4.2).

Очень похожими реакциями получаются другие моносахара (гексозы и пентозы), а также регенерируется ри- булоза, необходимая для первичного захвата диоксида углерода.

Кроме этого пути фотосинтетической фиксации диоксида углерода существуют и некоторые другие: например, образование щавелевоуксусной (кето-янтарной) кислоты присоединением фосфата енол-пировиноградной кислоты (образующегося из фосфата все той

глицериновой кислоты — см. раздел 2.1), имеющего нуклеофильный центр, по атому углерода углекислоты, об электрофильном характере которого уже говорилось выше. В свою очередь, щавелевоуксусная кислота легко восстанавливается до яблочной кислоты, а последняя служит источником и пи- ровиноградной кислоты, и фосфата ее енольной формы (схема 3.4.3).

К этой схеме следует заметить, что высвобождающийся в ходе каталитического разложения диоксид углерода не выделяется “наружу”, а тут же используется для последующих фотосин- тетических превращений, например, для образования фруктозы (схемы 3.4.1- 3.4.2), а пируваты (фосфаты пировино- градной кислоты и ее енола) снова возвращаются на начальную стадию биосинтеза.

Одним из интереснейших и важнейших химических преобразований аль- догексоз является реакция образования аскорбиновой кислоты (витамина С). Процесс реализуется in vivo из D-глю- козы и D-галактозы (возможно, и из D- маннозы), а в промышленности ее получают из D-глюкозы. Важно отметить, что природная аскорбиновая кислота

Схема 3.4.3

ОТО-®

D-глюкоза-б-Р

L-галактоза L-галактоза-І-Р

ОН] D-манііоза-І-Р
IO]

L-аскорбииовая

кислота

соон

но--------

-------- он

-------- он

но--------

ОТОН

L-Галактоновая

кислота

-лактон

имеет L-конфигурацию.

Установлено, что процесс ее образования имеет обязательные стадии: окисление при С1, С2 или С3, эпимеризация или родственный процесс при С5, лактонизация между С и С4. В каком порядке эти реакции

осуществляются, не всегда можно сказать однозначно, хотя бы потому, что эти процессы несколько различаются у животных и у растений. Наиболее доказана к настоящему времени следующая (схема 3.4.4).

3.5.

<< | >>
Источник: В.В. Племенков. ВВЕДЕНИЕ В ХИМИЮ ПРИРОДНЫХ СОЕДИНЕНИЙДля химических, биологических и медицинских специальностей ВУЗов и университетов. Казань2001. 2001

Еще по теме Биосинтетические реакции углеводов:

  1. УГЛЕВОДЫ
  2. Глава 3. УГЛЕВОДЫ
  3. УГЛЕВОДЫ
  4. Углеводы
  5. НАСЛЕДСТВЕННЫЕ БОЛЕЗНИ ОБМЕНА УГЛЕВОДОВ
  6. УГЛЕВОДЫ
  7. РЕФЕРАТ. УГЛЕВОДЫ, РОЛЬ В ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА2018, 2018
  8. РЕФЕРАТ. ГОРМОНАЛЬНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ ОБМЕНА УГЛЕВОДОВ ПРИ МЫШЕЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ2018, 2018
  9. РЕФЕРАТ. ГОРМОНАЛЬНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ ОБМЕНА УГЛЕВОДОВ ПРИ МЫШЕЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ2018, 2018
  10. Содержание белков, жиров, углеводов, минеральных веществ и микроэлементов в различных пищевых продуктах. Основные пути их поступления в организм.Содержание белка в пищевых продуктах
  11. Воспалительные реакции
  12. Реакция Артюса