3-磷酸甘油醛（G3P）：结构，功能 - 生物学

的甘油醛-3-磷酸（GAP）是糖酵解的代谢物（该名称来自希腊语; glicos =甜或糖;裂解=破裂），这是一种代谢途径，其将葡萄糖分子导入丙酮酸两个分子以产生三磷酸腺苷（ATP）形式的能量。

在细胞中，3-磷酸甘油醛将糖酵解与糖异生和磷酸戊糖途径联系起来。在光合生物中，来自二氧化碳固定的3-磷酸甘油醛被用于糖的生物合成。在肝脏中，果糖代谢会产生GAP，GAP并入糖酵解中。

资料来源：Benjah-bmm27

结构体

3-磷酸甘油醛是具有三个碳的磷酸化糖。其经验式为C ₃ ħ ₇ ö ₆ P的醛基（-CHO）是碳1（C-1）中，羟基亚甲基（-CHOH）是碳2（C-2）和羟甲基（ -CH ₂ OH）是碳3（C3）。后者与磷酸基团形成键（磷酸酯键）。

手性C-2上的3-磷酸甘油醛的构型是D。按照惯例，就手性碳而言，在费歇尔投影中，醛基朝上，羟甲基磷酸酯朝下，羟基朝右边的氢原子到左边

3-磷酸甘油醛的分子量为170.06 g / mol。任何反应的标准吉布斯自由能变化（ΔGº）必须通过添加产物自由能的变化量，然后减去反应物自由能的变化量之和来计算。

这样，测定了形成3-磷酸甘油醛的自由能变化量（ΔGº），其为-1.285 KJ×mol ^-1。按照惯例，在25ºC和1 atm的标准状态下，纯元素的自由能为零。

糖酵解存在于所有细胞中。它分为两个阶段：1）能源投资和合成具有高磷酸盐基团转移潜能的代谢物，例如3-磷酸甘油醛（GAP）。2）由具有高磷酸基团转移潜能的分子合成ATP。

由果糖1,6-双磷酸酯形成的3-磷酸甘油醛和磷酸二羟基丙酮酯是由醛缩酶酶催化的反应。通过磷酸酶GAP脱氢酶催化的反应，将3-磷酸甘油醛转化为1,3-双磷酸甘油酸酯（1,3BPG）。

GAP脱氢酶催化醛的碳原子氧化并转移磷酸基团。因此，形成了混合酸酐（1,3BPG），其中酰基和磷原子易于发生亲核攻击反应。

接下来，在3-磷酸甘油酸激酶催化的反应中，1,3BPG将磷酸基团从碳1转移到ADP，形成ATP。

因为醛缩酶，GAP脱氢酶和3-磷酸甘油酸激酶催化的反应处于平衡状态（ΔGº〜0），所以它们是可逆的，因此是糖异生途径（或新合成的葡萄糖）的一部分）。

在戊糖磷酸途径中，由戊糖，5-磷酸木酮糖和核糖5切断反应并形成CC键，形成了3-磷酸甘油醛（GAP）和6-磷酸果糖（F6P）。 -磷酸盐。

3-磷酸甘油醛可以遵循糖异生途径，并形成6-磷酸葡萄糖，从而继续戊糖磷酸途径。葡萄糖可以通过戊糖磷酸途径的氧化步骤被完全氧化以产生六个CO ₂分子。

在加尔文循环中，在核糖双磷酸羧化酶催化的反应中，CO ₂固定为3-磷酸甘油酸酯。然后，NADH通过一种称为GAP脱氢酶的酶将3-磷酸甘油酸酯还原。

己糖（例如葡萄糖）的生物合成需要2个GAP分子，该葡萄糖用于植物中淀粉或纤维素的生物合成。

果糖激酶通过C-1处的ATP催化果糖的磷酸化，形成果糖1-磷酸。在肌肉中发现的醛缩酶A对果糖1,6-二磷酸为底物具有特异性。醛缩酶B存在于肝脏中，对果糖1-磷酸为底物具有特异性。

醛缩酶B催化果糖1-磷酸的醛缩降解并产生磷酸二羟基丙酮和甘油醛。甘油醛激酶通过ATP催化甘油醛的磷酸化，形成糖酵解中间体3-磷酸甘油醛（GAP）。

以不同的方式，通过使用NADH作为电子供体底物的醇脱氢酶将甘油醛转化为甘油。然后，甘油激酶通过ATP磷酸化甘油，形成磷酸甘油酯。后者的代谢物被重新氧化，形成磷酸二羟基丙酮（DHAP）和NADH。

DHAP通过磷酸三糖异构酶转化为GAP。这样，果糖被转化为糖酵解的代谢产物。但是，静脉内给予果糖会造成严重损害，包括细胞内磷酸盐和ATP的大量消耗。乳酸酸中毒甚至发生。

果糖的损害是由于其不具有葡萄糖分解代谢通常具有的设定点这一事实。首先，果糖通过GLUT5进入肌肉，而GLUT5与胰岛素无关。

其次，果糖直接转化为GAP，因此在糖酵解开始时就绕过了磷酸果糖激酶（PFK）的调节。

糖酵解是葡萄糖分解代谢的通用途径。但是，有些细菌也可以使用Entner-Doudoroff途径。该途径涉及酶催化的六个步骤，其中葡萄糖转化为GAP和丙酮酸，这是该途径的两个终产物。

GAP和丙酮酸通过酒精发酵反应转化为乙醇。