所述脱氧核糖或d-2-脱氧核糖是五 - 碳糖,其包含的核苷酸脱氧核糖核酸(DNA)。这种糖充当磷酸基团和构成核苷酸的氮基结合的基础。
碳水化合物通常是生物的基本分子,它们履行不同的基本功能,不仅是可以从中提取能量的分子,而且还可以构成通过遗传信息传递的DNA链。
脱氧核糖的化学结构(来源:Edgar181,来自Wikimedia Commons)
所有糖或碳水化合物的通式为CnH2nOn,在脱氧核糖的情况下,其化学通式为C5H10O4。
脱氧核糖是构成DNA的糖,它与核糖(构成RNA的糖)的唯一区别在于它的碳3上有一个氢原子(-H),而核糖上有一个羟基官能团(- OH)放在同一位置。
由于这种结构相似性,核糖是细胞合成脱氧核糖的最重要的起始底物。
一个普通的细胞具有的RNA量几乎是DNA的10倍,而被回收利用的RNA分数被转向形成脱氧核糖,这对细胞的存活有着重要的贡献。
结构体
脱氧核糖是由五个碳原子组成的单糖。它具有一个醛基,因此,它被归类为醛糖苷(醛,醛和五个碳的戊基)。
通过分解脱氧核糖的化学成分,我们可以说:
它由五个碳原子组成,在1位的碳上发现醛基,在2位的碳上具有两个氢原子,在3位的碳上具有两个不同的取代基,即:羟基(-OH)和氢原子。
第4位以及第3位的碳均具有OH基和氢原子。由于分子与位置1的碳键合,因此可以通过该位置的羟基的氧原子获得其环状构象。
第五个碳原子被两个氢原子饱和并且位于分子的末端,环之外。
氮基在糖1的醛基中与糖连接在一起,形成核苷(无磷酸基的核苷酸)。附着在碳5原子上的氧是构成核苷酸的磷酸基团所连接的位置。
在DNA螺旋或链中,与核苷酸的碳5相连的磷酸基团是与属于另一个核苷酸的另一个脱氧核糖的3位上的碳的OH基团相连的基团,依此类推。
旋光异构体
在构成脱氧核糖主骨架的五个碳原子中,有三个碳,每侧具有四个不同的取代基。位置2的碳相对于它们不对称,因为它不与任何OH基相连。
因此,根据该碳原子,可以以已知为L-脱氧核糖和D-脱氧核糖的两种“同工型”或“光学异构体”获得脱氧核糖。两种形式都可以从Fisher结构顶部的羰基定义。
所有的脱氧核糖都称为“ D-脱氧核糖”,其中连接至碳2的-OH基团位于右侧,而“ L-脱氧核糖”形式的左侧具有-OH基团。
糖(包括脱氧核糖)的“ D”形式是生物代谢中的主要形式。
特征
脱氧核糖是一种糖,可作为许多重要大分子(例如DNA)和高能核苷酸(例如ATP,ADP,AMP和GTP等)的构成部分。
脱氧核糖的环状结构相对于核糖的差异使得前者成为更加稳定的分子。
碳2上没有氧原子使脱氧核糖不易还原,特别是与核糖相比。这是非常重要的,因为它可以为其所组成的分子提供稳定性。
生物合成
脱氧核糖与核糖一样,可以通过涉及其他碳水化合物(通常是己糖,例如葡萄糖)分解的途径,或通过较小的碳水化合物(三糖和其他二碳化合物的缩合)在动物体内合成。 , 例如)。
在第一种情况下,即从“高级”碳水化合物化合物的降解中获得脱氧核糖,这归功于细胞的代谢能力,可将通过磷酸戊糖转变为核糖5-磷酸。
核糖和脱氧核糖之间的结构比较(来源:通过Wikimedia Commons进行的基因组学教育计划)
可以将5-磷酸核糖进一步还原为5-磷酸脱氧核糖,可以将其直接用于合成高能核苷酸。
从较小的糖的缩合中获得核糖和脱氧核糖已在细菌提取物中得到证实,其中在磷酸甘油醛和乙醛的存在下证实了脱氧核糖的形成。
在使用动物组织进行的研究中也获得了类似的证据,但是在碘乙酸存在下孵育了果糖1-6-双磷酸酯和乙醛。
核糖核苷酸向脱氧核糖核苷酸的转化
尽管指定用于核苷酸生物合成途径的碳原子的一小部分是针对脱氧核苷酸(具有脱氧核糖作为糖的DNA的核苷酸)的生物合成,但其中大多数主要是针对核糖核苷酸的形成。
因此,脱氧核糖主要由其氧化衍生物核糖合成,由于DNA和RNA之间的丰度差异很大,因此脱氧核糖在细胞内是可能的,DNA和RNA是核糖核苷酸的主要来源(一种重要的核糖来源)。核糖)。
因此,从核糖核苷酸合成脱氧核苷酸的第一步是由构成这些核苷酸的核糖形成脱氧核糖。
为此,核糖被还原,即,核糖的碳2上的OH基被去除并交换为氢离子(氢原子),保持相同的构型。
参考文献
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