De ribulose is een monosaccharidesuiker of koolhydraat die vijf koolstofatomen en een keton-functionele groep in zijn structuur bevat, daarom is het opgenomen in de groep van ketopentosen.
De ketosen met vier en vijf koolstofatomen worden genoemd door het tussenvoegsel "ul”In de naam van de overeenkomstige aldose. D-ribulose is dus de ketopentose die overeenkomt met D-ribose, een aldopentose.
Deze suiker neemt deel in de D-ribulosevorm als tussenpersoon in verschillende metabolische routes, zoals bijvoorbeeld in de Calvin-cyclus. Terwijl alleen in sommige bacteriën van geslachten zoals Acetobacter Y Gluconobacter L-ribose wordt verkregen als het uiteindelijke metabolische product. Om deze reden worden deze micro-organismen gebruikt voor hun synthese op industrieel niveau..
Sommige verbindingen afgeleid van ribulose zijn een van de belangrijkste tussenproducten in de pentosefosfaatroute. Deze route is bedoeld om NADPH te genereren, een belangrijke cofactor die functioneert bij de biosynthese van nucleotiden..
Er zijn industriële mechanismen om L-ribulose als een geïsoleerde verbinding te synthetiseren. De eerste isolatiemethode waarmee het werd verkregen, bestond uit de Levene en La Forge-methode voor het isoleren van ketosen uit L-xylose..
Ondanks de grote vooruitgang in industriële methoden voor de synthese en zuivering van chemische verbindingen, wordt L-ribulose niet verkregen als een geïsoleerd monosaccharide, maar wordt het verkregen in gecombineerde fracties van L-ribose en L-arabinose..
De meest gebruikte methode om L-ribulose te verkrijgen is zuivering uit Gluconobacte frateurii IFO 3254. Deze bacteriesoort kan in zure omstandigheden overleven en heeft een oxidatieroute van ribitol naar L-ribulose..
Artikel index
Ribulose als een gesynthetiseerd, geëxtraheerd en gezuiverd reagens dat vaak wordt aangetroffen als L-ribulose, is een vaste, witte en kristallijne organische stof. Zoals alle koolhydraten is dit monosaccharide oplosbaar in water en heeft het de typische eigenschappen van polaire stoffen.
Zoals gebruikelijk voor de rest van de sacchariden, heeft ribulose hetzelfde aantal koolstof- en zuurstofatomen en tweemaal zoveel waterstofatomen..
De meest voorkomende vorm waarin ribulose in de natuur wordt aangetroffen, is in combinatie met verschillende substituenten en het vormen van complexe structuren, in het algemeen gefosforyleerd, zoals ribulose 5-fosfaat, ribulose 1,5-bisfosfaat, onder anderen..
Deze verbindingen fungeren in het algemeen als tussenpersonen en transporteurs of "vehikels" voor fosfaatgroepen in de verschillende cellulaire metabolische routes waaraan ze deelnemen..
Het ribulosemolecuul heeft een centraal skelet van vijf koolstofatomen en een ketongroep op de koolstof op de C-2-positie. Zoals eerder vermeld, positioneert deze functionele groep het binnen ketosen als ketopentose.
Het heeft vier hydroxylgroepen (-OH) gehecht aan de vier koolstofatomen die niet zijn gebonden aan de ketongroep en deze vier koolstofatomen zijn verzadigd met waterstofatomen.
Het ribulosemolecuul kan volgens de Fisher-projectie in twee vormen worden weergegeven: D-ribulose of L-ribulose, waarbij de L-vorm het stereo-isomeer en enantiomeer van de D-vorm is en vice versa..
De classificatie van de D- of L-vorm hangt af van de oriëntatie van de hydroxylgroepen van het eerste koolstofatoom na de ketongroep. Als deze groep naar de rechterkant is gericht, komt het molecuul in de afbeelding van Fisher overeen met D-ribulose, anders als het naar de linkerkant is gericht (L-ribulose).
In de Haworth-projectie kan ribulose worden weergegeven in twee extra structuren, afhankelijk van de oriëntatie van de hydroxylgroep van het anomere koolstofatoom. In de β-positie is de hydroxyl gericht naar het bovenste deel van het molecuul; terwijl de positie α de hydroxyl naar de bodem oriënteert.
Volgens de Haworth-projectie kunnen er dus vier mogelijke vormen zijn: β-D-ribulose, α-D-ribulose, β-L-ribulose of α-L-ribulose.
De meeste cellen, vooral degenen die zich constant en snel delen, zoals beenmerg, darmslijmvlies en tumorcellen, gebruiken ribulose-5-fosfaat, dat wordt geïsomeriseerd tot ribose-5-fosfaat in de oxidatieve route van pentosefosfaat, om nucleïnezuren (RNA en DNA) en co-enzymen zoals ATP, NADH, FADH2 en co-enzym A.
Deze oxidatieve fase van pentosefosfaat omvat twee oxidaties die glucose 6-fosfaat omzetten in ribulose 5-fosfaat, waardoor NADP + wordt gereduceerd tot NADPH.
Bovendien activeert ribulose-5-fosfaat indirect fosfofructkinase, een essentieel enzym van de glycolytische route..
De Calvin-cyclus is de koolstoffixatiecyclus die plaatsvindt in fotosynthetische organismen na de eerste reacties van fotosynthese..
Het is bewezen door markeringsmethoden in tests die zijn uitgevoerd door verschillende onderzoekers, dat door de koolstof in de C-1-positie van ribulose-1,5-bisfosfaat te markeren, kooldioxide in dit tussenproduct wordt gefixeerd tijdens de Calvin-cyclus, waardoor twee 3-fosfoglyceraatmoleculen: één gelabeld en één ongelabeld.
RuBisCO (Ribulose 1,5-bisfosfaatcarboxylase / oxygenase) wordt beschouwd als het meest voorkomende enzym ter wereld en gebruikt ribulose 1,5-bisfosfaat als substraat om de opname van kooldioxide en de productie van 1,3-difosfoglyceraat te katalyseren. de calvin-cyclus.
De afbraak van dit onstabiele tussenproduct, 1,3-difosfoglyceraat, van zes koolstofatomen, wordt ook gekatalyseerd door RuBisCO, die de vorming van twee moleculen van 3 koolstofatomen (3-fosfoglyceraat) medieert..
De enol-1-OF-carboxyphenylamino-1-deoxyribulosefosfaat neemt als intermediaire metaboliet deel aan de biosynthese van tryptofaan uit chorismaat in bacteriën en planten. In deze stap komen één molecuul koolstofdioxide en één molecuul water vrij, waarbij ook een molecuul indool-3-glycerolfosfaat wordt geproduceerd..
Bacteriën gebruiken L-ribulose ook in de routes die worden gebruikt voor het metabolisme van ethanol. Bovendien bezitten deze micro-organismen een enzym dat bekend staat als L-arabinose-isomerase, dat arabinose modificeert om L-ribulose te synthetiseren.
L-ribulosekinase fosforyleert deze metaboliet stroomafwaarts om L-ribulose-5-fosfaat te vormen, dat de pentosefosfaatroute kan binnendringen voor de productie van suikers voor de nucleïnezuurruggengraten en andere essentiële moleculen.
Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.