- Structure
- caractéristiques
- Caractéristiques
- Glycolyse et gluconéogenèse
- La voie du pentose phosphate et le cycle de Calvin
- Métabolisme du fructose
- Via Entner-Doudoroff
- Références
Le glycéraldéhyde 3-phosphate (GAP) est un métabolite de la glycolyse (le nom vient du grec; glicos = sucré ou sucre; lyse = rupture), qui est une voie métabolique qui convertit la molécule de glucose en deux molécules de pyruvate en produire de l'énergie sous forme d'adénosine triphosphate (ATP).
Dans les cellules, le glycéraldéhyde 3-phosphate relie la glycolyse à la gluconéogenèse et à la voie du pentose phosphate. Dans les organismes photosynthétiques, le glycéraldéhyde 3-phosphate, issu de la fixation du dioxyde de carbone, est utilisé pour la biosynthèse des sucres. Dans le foie, le métabolisme du fructose produit du GAP, qui est incorporé à la glycolyse.
Source: Benjah-bmm27
Structure
Le glycéraldéhyde 3-phosphate est un sucre phosphorylé qui a trois carbones. Sa formule empirique est C 3 H 7 O 6 P. Le groupe aldéhyde (-CHO) est le carbone 1 (C-1), le groupe hydroxyméthylène (-CHOH) est le carbone 2 (C-2) et le groupe hydroxyméthyle (-CH 2 OH) est le carbone 3 (C3). Ce dernier forme une liaison avec le groupement phosphate (liaison phosphoester).
La configuration du glycéraldéhyde 3-phosphate en C-2 chiral est D. Par convention, par rapport au carbone chiral, dans la projection de Fischer, le groupe aldéhyde est représenté vers le haut, le groupe hydroxyméthylphosphate vers le bas, le groupe hydroxyle vers le bas. à droite et l'atome d'hydrogène à gauche.
caractéristiques
Le glycéraldéhyde 3-phosphate a une masse moléculaire de 170,06 g / mol. Le changement d'énergie libre standard de Gibbs (ΔGº) pour toute réaction doit être calculé en additionnant le changement de l'énergie libre des produits et en soustrayant la somme du changement de l'énergie libre des réactifs.
De cette manière, la variation d'énergie libre (ΔGº) de formation du glycéraldéhyde 3-phosphate est déterminée, qui est de -1 285 KJ × mol -1. Par convention, à l'état standard de 25 ° C et 1 atm, l'énergie libre des éléments purs est nulle.
Caractéristiques
Glycolyse et gluconéogenèse
La glycolyse est présente dans toutes les cellules. Il est divisé en deux phases: 1) phase d'investissement énergétique et de synthèse de métabolites à fort potentiel de transfert de groupe phosphate, comme le glycéraldéhyde 3-phosphate (GAP); 2) Étape de synthèse d'ATP à partir de molécules à fort potentiel de transfert de groupe phosphate.
Le glycéraldéhyde 3-phosphate et le dihydroxyacétone phosphate sont formés à partir de fructose 1,6-bisphosphate, une réaction catalysée par l'enzyme aldolase. Le glycéraldéhyde 3-phosphate est converti en 1,3-bisphosphoglycérate (1,3BPG), par une réaction catalysée par l'enzyme GAP déshydrogénase.
La GAP déshydrogénase catalyse l'oxydation de l'atome de carbone de l'aldéhyde et transfère un groupe phosphate. Ainsi, un anhydride mixte (1,3BPG) est formé dans lequel le groupe acyle et l'atome de phosphore sont sujets à la réaction d'attaque nucléophile.
Ensuite, dans une réaction catalysée par la 3-phosphoglycérate kinase, le 1,3BPG transfère le groupe phosphate du carbone 1 à l'ADP, formant l'ATP.
Parce que les réactions catalysées par l'aldolase, la GAP déshydrogénase et la 3-phosphoglycérate kinase sont en équilibre (ΔGº ~ 0), elles sont réversibles, faisant ainsi partie de la voie de la gluconéogenèse (ou nouvelle synthèse du glucose).).
La voie du pentose phosphate et le cycle de Calvin
Dans la voie du pentose phosphate, le glycéraldéhyde 3-phosphate (GAP) et le fructose 6-phosphate (F6P) sont formés par des réactions de coupe et la formation de liaisons CC, à partir de pentoses, de xylulose 5-phosphate et de ribose 5 -phosphate.
Le glycéraldéhyde 3-phosphate peut suivre la voie de la gluconéogenèse et former le glucose 6-phosphate, qui poursuit la voie du pentose phosphate. Le glucose peut être complètement oxydé pour produire six molécules de CO 2 par l'étape d'oxydation de la voie du pentose phosphate.
Dans le cycle de Calvin, le CO 2 est fixé sous forme de 3-phosphoglycérate, dans une réaction catalysée par la ribulose bisphosphate carboxylase. Le 3-phosphoglycérate est ensuite réduit par le NADH grâce à l'action d'une enzyme appelée GAP déshydrogénase.
2 Les molécules GAP sont nécessaires à la biosynthèse d'un hexose, tel que le glucose, qui est utilisé pour la biosynthèse de l'amidon ou de la cellulose chez les plantes.
Métabolisme du fructose
L'enzyme fructokinase catalyse la phosphorylation du fructose par l'ATP en C-1, formant le fructose 1-phosphate. L'aldolase A, présente dans le muscle, est spécifique du fructose 1,6-bisphosphate comme substrat. L'aldolase B se trouve dans le foie et est spécifique du fructose 1-phosphate comme substrat.
L'aldolase B catalyse la dégradation aldolique du fructose 1-phosphate et produit du phosphate de dihydroxyacétone et du glycéraldéhyde. La glycéraldéhyde kinase catalyse la phosphorylation du glycéraldéhyde par l'ATP, formant un intermédiaire glycolytique, le glycéraldéhyde 3-phosphate (GAP).
D'une manière différente, le glycéraldéhyde est transformé en glycérol par une alcool déshydrogénase qui utilise le NADH comme substrat donneur d'électrons. La glycérol kinase phosphoryle ensuite le glycérol à travers l'ATP, formant du phosphate de glycérol. Ce dernier métabolite est réoxydé, formant du phosphate de dihydroxyacétone (DHAP) et du NADH.
La DHAP est convertie en GAP par l'enzyme triose phosphate isomérase. De cette manière, le fructose est converti en métabolites de la glycolyse. Cependant, le fructose administré par voie intraveineuse peut provoquer de graves dommages, consistant en une déplétion drastique du phosphate intracellulaire et de l'ATP. Une acidose lactique se produit même.
Les dommages du fructose sont dus au fait qu'il n'a pas les points de consigne que le catabolisme du glucose a normalement. Premièrement, le fructose pénètre dans les muscles via GLUT5, qui est indépendant de l'insuline.
Deuxièmement, le fructose est directement converti en GAP et contourne ainsi la régulation de l'enzyme phosphofruct kinase (PFK) au début de la glycolyse.
Via Entner-Doudoroff
La glycolyse est la voie universelle du catabolisme du glucose. Cependant, certaines bactéries utilisent alternativement la voie Entner-Doudoroff. Cette voie implique six étapes catalysées par des enzymes, dans lesquelles le glucose est transformé en GAP et en pyruvate, qui sont deux produits finaux de cette voie.
Le GAP et le pyruvate sont transformés en éthanol par des réactions de fermentation alcoolique.
Références
- Berg, JM, Tymoczco, JL, Stryer, L. 2015. Biochimie. Un petit cours. WH Freeman, New York.
- Miesfeld, RL, McEvoy, MM 2017. Biochimie. WW Norton, New York.
- Nelson, DL, Cox, MM 2017. Principes de Lehninger de la biochimie. WH Freeman, New York.
- Salway JG 2004. Le métabolisme en un coup d'œil. Blackwell, Malden.
- Voet, D., Voet, JG, Pratt, CW 2008. Fondamentaux de la biochimie: la vie au niveau moléculaire. Wiley, Hoboken.