ribulosa adalah gula monosakarida atau karbohidrat yang mengandung lima atom karbon dan kelompok fungsional keton dalam struktur, sehingga termasuk dalam kelompok ketopentoses.
Ketosa berkarbon empat dan lima diberi nama dengan menyisipkan infiks ” ul ” ke dalam nama alsin yang sesuai. Jadi D-ribulose adalah ketopentosa yang sesuai dengan D-ribosa, sebuah aldopentosa.
Proyeksi Fisher untuk Ribulose (Sumber: NUROtiker [Domain publik] melalui Wikimedia Commons)
Gula ini berpartisipasi dalam bentuk D-ribulose sebagai perantara dalam berbagai jalur metabolisme, seperti dalam siklus Calvin, misalnya. Sedangkan hanya pada beberapa bakteri dari genus seperti Acetobacter dan Gluconobacter L-ribosa diperoleh sebagai produk metabolisme akhir. Untuk alasan ini, mikroorganisme ini digunakan untuk sintesisnya di tingkat industri.
Beberapa senyawa yang berasal dari ribulosa adalah salah satu senyawa perantara utama dalam jalur pentosa fosfat. Jalur ini dimaksudkan untuk menghasilkan NADPH, kofaktor penting yang berfungsi dalam biosintesis nukleotida.
Ada mekanisme industri untuk mensintesis L-ribulose sebagai senyawa terisolasi. Metode isolasi pertama yang diperoleh terdiri dari metode isolasi Levene dan La Forge ketosa dari L-xylose.
Meskipun kemajuan besar dalam metode industri untuk sintesis dan pemurnian senyawa kimia, L-ribulose tidak diperoleh sebagai monosakarida terisolasi, yang diperoleh dalam fraksi gabungan L-ribosa dan L-arabinosa.
Metode untuk mendapatkan L-ribulose yang paling banyak digunakan saat ini adalah pemurnian dari G luconobacteri frateurii IFO 3254. Jenis bakteri ini mampu bertahan dalam kondisi asam dan memiliki jalur oksidasi dari ribitol menjadi L-ribulose.
Indeks artikel
Karakteristik
Ribulosa sebagai reagen yang disintesis, diekstraksi dan dimurnikan yang sering ditemukan sebagai L-ribulose, adalah zat organik padat, putih dan kristal. Seperti semua karbohidrat, monosakarida ini larut dalam air dan memiliki karakteristik khas zat polar.
Seperti biasa untuk sisa sakarida, ribulosa memiliki jumlah atom karbon dan oksigen yang sama, dan dua kali jumlah ini dalam atom hidrogen.
Bentuk paling umum di mana ribulosa dapat ditemukan di alam adalah dalam hubungan dengan substituen yang berbeda dan membentuk struktur kompleks, umumnya terfosforilasi, seperti ribulosa 5-fosfat, ribulosa 1,5-bifosfat, antara lain.
Senyawa ini umumnya bertindak sebagai perantara dan pengangkut atau “kendaraan” untuk gugus fosfat dalam berbagai jalur metabolisme seluler di mana mereka berpartisipasi.
Struktur
Molekul ribulosa memiliki kerangka pusat dari lima atom karbon dan gugus keton pada karbon pada posisi C-2. Seperti yang dinyatakan sebelumnya, gugus fungsi ini memposisikannya dalam ketosa sebagai ketopentosa.
Ia memiliki empat gugus hidroksil (-OH) yang terikat pada empat karbon yang tidak terikat pada gugus keton, dan keempat karbon ini jenuh dengan atom hidrogen.
Molekul ribulosa dapat direpresentasikan menurut proyeksi Fisher dalam dua bentuk: D-ribulose atau L-ribulose, bentuk L menjadi stereoisomer dan enansiomer dari bentuk D dan sebaliknya.
Klasifikasi bentuk D atau L tergantung pada orientasi gugus hidroksil dari atom karbon pertama setelah gugus keton. Jika kelompok ini berorientasi ke sisi kanan, molekul yang mewakili Fisher sesuai dengan D-ribulosa, sebaliknya jika menuju sisi kiri (L-ribulosa).
Dalam proyeksi Haworth, ribulosa dapat direpresentasikan dalam dua struktur tambahan tergantung pada orientasi gugus hidroksil dari atom karbon anomerik. Pada posisi hidroksil berorientasi pada bagian atas molekul; sedangkan posisi mengarahkan hidroksil ke arah bawah.
Jadi, menurut proyeksi Haworth, ada empat kemungkinan bentuk: -D-ribulose, -D-ribulose, -L-ribulose atau -L-ribulose.
Proyeksi Haworth untuk Ribulofuranose (Sumber: NEUROtiker [Domain publik] melalui Wikimedia Commons)
Fitur
Jalur pentosa fosfat
Sebagian besar sel, terutama yang membelah secara konstan dan cepat, seperti sumsum tulang, mukosa usus, dan sel tumor, menggunakan ribulosa-5-fosfat, yang diisomerisasi menjadi ribosa-5-fosfat dalam jalur oksidatif pentosa fosfat, untuk menghasilkan asam nukleat (RNA dan DNA) dan koenzim seperti ATP, NADH, FADH2 dan koenzim A.
Fase oksidatif pentosa fosfat ini mencakup dua oksidasi yang mengubah glukosa 6-fosfat menjadi ribulosa 5-fosfat, mereduksi NADP + menjadi NADPH.
Selain itu, ribulosa-5-fosfat secara tidak langsung mengaktifkan fosfofrukt kinase, enzim penting dari jalur glikolitik.
siklus Calvin
Siklus Calvin adalah siklus fiksasi karbon yang terjadi pada organisme fotosintesis setelah reaksi pertama fotosintesis .
Telah dibuktikan dengan metode penandaan dalam pengujian yang dilakukan oleh peneliti yang berbeda, bahwa dengan menandai karbon pada posisi C-1 dari ribulosa-1,5-bifosfat, karbon dioksida difiksasi dalam zat antara ini selama siklus Calvin, memberikan asal ke dua molekul 3-fosfogliserat: satu berlabel dan satu tidak berlabel.
RuBisCO (Ribulosa 1,5-bifosfat karboksilase / oksigenase) dianggap sebagai enzim paling melimpah di planet ini dan menggunakan ribulosa 1,5-bifosfat sebagai substrat untuk mengkatalisis penggabungan karbon dioksida dan produksi 1,3-difosfogliserat. siklus Calvin.
Pemecahan zat antara yang tidak stabil ini, 1,3-difosfogliserat, dari enam atom karbon, juga dikatalisis oleh RuBisCO, yang memediasi pembentukan dua molekul 3 atom karbon (3-fosfogliserat).
Fungsi pada bakteri
Enol-1- O -carboxyphenylamino-1-deoxyribulose phosphate berperan sebagai metabolit antara dalam biosintesis triptofan dari korismat pada bakteri dan tumbuhan . Pada langkah ini, satu molekul karbon dioksida dan satu air dilepaskan, juga menghasilkan molekul indole-3-gliserol-fosfat.
Bakteri menggunakan L-ribulose juga di jalur yang digunakan untuk metabolisme etanol. Selanjutnya, mikroorganisme ini memiliki enzim yang dikenal sebagai L-arabinose isomerase, yang memodifikasi arabinosa untuk mensintesis L-ribulose.
L-ribulose kinase memfosforilasi metabolit hilir ini untuk membentuk L-ribulose-5-fosfat, yang dapat memasuki jalur pentosa fosfat untuk produksi gula untuk tulang punggung asam nukleat dan molekul penting lainnya.
Referensi
- Ahmad, Z. (2001). Produksi pentosa alami dan langka menggunakan mikroorganisme dan enzimnya. Jurnal Elektronik Bioteknologi , 4 (2), 13-14.
- Ahmed, Z., Shimonishi, T., Bhuiyan, SH, Utamura, M., Takada, G., & Izumori, K. (1999). Persiapan biokimia L-ribosa dan L-arabinosa dari ribitol: pendekatan baru. Jurnal biosains dan bioteknologi , 88 (4), 444-448
- Finch, P. (Ed.). (2013). Karbohidrat: struktur, sintesis dan dinamika . Ilmu Pengetahuan & Media Bisnis Springer.
- Murray, R., Bender, D., Botham, KM, Kennelly, PJ, Rodwell, V., & Weil, PA (2012). Biokimia Harpers Illustrated 29 / E. Ed Mc Graw Hill LANGE, Tiongkok
- Nelson, DL, Lehninger, AL, & Cox, MM (2008). Prinsip-prinsip biokimia Lehninger . Macmillan.
- Tongkat, RV (2001). Karbohidrat: molekul manis kehidupan . lain.
