DIHYDROXYACETONE फॉस्फेट (DHAP): विशेषताओं और अनुप्रयोगों - रसायन विज्ञान - 2025

फॉस्फेट dihydroxyacetone संक्षिप्त रूपों संक्षिप्त DHAP के तहत एक रासायनिक यौगिक है। यह जीवित जीवों के कुछ चयापचय मार्गों में एक मध्यवर्ती है, जैसे कि ग्लाइकोलाइटिक गिरावट या ग्लाइकोलाइसिस, साथ ही साथ पौधों में केल्विन चक्र।

जैव रासायनिक रूप से, डीएचएपी फ्रुक्टोज-1,6-बिस्फोस्फेट (एफबीपी) पर एक एल्डोलेस एंजाइम की कार्रवाई का उत्पाद है, जो एल्डोलाइटिक टूटने का कारण बनता है जिसके परिणामस्वरूप दो तीन-कार्बन यौगिक होते हैं: डीएचएपी और ग्लिसराल्डिहाइड 3-फॉस्फेट (जीएपी) ।

स्रोत: डेविड टी। मैकफर्सन

केल्विन चक्र में, एल्डोलेस रिवर्स प्रतिक्रिया करता है, एक गैप अणुओं को बनाने के लिए GAP अणुओं के साथ DHAP अणुओं को संघनित करता है।

विशेषताएँ

डीएचएपी को केट्रियोसेस के रूप में जाने वाले अणुओं के भीतर वर्गीकृत किया गया है। ये केंद्रीय कार्बन (C2) में कार्बोनिल समूह के साथ तीन कार्बन (ट्रिपोज़) की श्रृंखला से बने मोनोसैकराइड हैं।

जीएपी और डीएएचपी कार्यात्मक आइसोमर्स हैं और जैविक रूप से सक्रिय कार्बनिक अणुओं के भीतर सबसे सरल कार्बोहाइड्रेट बनाते हैं।

यद्यपि GAP और DHAP जैसे कई सामान्य कार्बोहाइड्रेट की रासायनिक संरचना एल्डीहाइड और कीटोन्स हैं, उन्हें कार्बोहाइड्रेट का शब्द दिया जाता है, जिसमें डाइऑक्साइड के प्रत्यक्ष डेरिवेटिव का उल्लेख होता है।

ग्लाइकोलाइसिस में DHAP

ग्लाइकोलाइसिस में प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला पायरुवेट को ग्लूकोज को नीचा दिखाती है। यह गिरावट लगातार 10 चरणों में उत्तरोत्तर होती है, जहां विभिन्न एंजाइम हस्तक्षेप करते हैं और विभिन्न प्रकार के मध्यवर्ती उत्पन्न होते हैं, जो सभी फॉस्फोराइलेटेड होते हैं।

डीएचएपी इस प्रक्रिया की चौथी प्रतिक्रिया में ग्लाइकोलाइसिस में प्रकट होता है, जिसमें एफबीपी के तीन कार्बोहाइड्रेट (कार्बोज़) के दो कार्बोहाइड्रेट में टूटना होता है, जिनमें से केवल जीएपी ग्लाइकोलाइसिस का क्रम जारी रखता है, जबकि डीएचएपी की जरूरत है इस मार्ग का अनुसरण करने के लिए GAP में तब्दील हो।

यह प्रतिक्रिया एक एल्डोलेस (फ्रुक्टोज बिस्फॉस्फेट एल्डोलस) द्वारा उत्प्रेरित होती है, जो एफबीपी के सी 3 और सी 4 कार्बन के बीच एक एल्डोल दरार को बाहर निकालता है।

यह प्रतिक्रिया केवल तब होती है जब विभाजित किए जाने वाले हेक्सोज़ में C2 पर एक कार्बोनिल समूह और C4 पर एक हाइड्रॉक्सिल होता है। इस कारण से, ग्लूकोज -6-फॉस्फेट (G6P) का फ्रुक्टोज 6-फॉस्फेट (F6P) में आइसोमेराइजेशन पहले होता है।

डीएचएपी ग्लाइकोलिसिस की पांचवीं प्रतिक्रिया में भी शामिल है, जो कि एंजाइम ट्रिपोस फॉस्फेट आइसोमेरेज़ या टीआईएम द्वारा जीएपी के लिए इसका आइसोमेराइज़ेशन है। इस प्रतिक्रिया के साथ ग्लूकोज क्षरण का पहला चरण पूरा हो गया है।

एल्डोलेस प्रतिक्रिया

एल्डोल के टूटने में, दो मध्यवर्ती पैदा होते हैं, जहां डीएचएपी मिश्रण का 90% संतुलन बनाता है।

एल्डोलेस के दो प्रकार हैं: ए) प्रकार मैं एल्डोलेज़ पशु और पौधों की कोशिकाओं में मौजूद है और एंजाइमी सक्रिय साइट और एफबीपी के कार्बोनिल के बीच एक शिफ के आधार के गठन की विशेषता है। बी) एल्डोलेज़ प्रकार II कुछ बैक्टीरिया और कवक में पाया जाता है, इसमें सक्रिय साइट (आमतौर पर जेडएन) में एक धातु होती है।

एल्डोल क्लीवेज सक्रिय साइट के सब्सट्रेट के आसंजन और yl-हाइड्रॉक्सिल समूह से एक प्रोटॉन को हटाने के साथ शुरू होता है, जो कि प्रोटेक्टेड शिफ का आधार (इमिनियम केशन) बनाता है। C3 और C4 कार्बन के टूटने से GAP का विमोचन और एक मध्यवर्ती का गठन होता है जिसे एनमाइन कहा जाता है।

Enamine को बाद में स्थिर किया जाता है, जिससे एक iminium cation बनता है जो हाइड्रोलाइज्ड होता है, जिसके साथ DHAP को अंततः छोड़ दिया जाता है और मुक्त एंजाइम इस प्रकार पुनर्जीवित होता है।

टाइप II एल्डोलेस के साथ कोशिकाओं में, शिफ के आधार का गठन नहीं होता है, एक धात्विक शिष्टता संचय होने के नाते, आमतौर पर जेडएन ²⁺, जो डीएचएपी जारी करने के लिए एनमाइन मध्यवर्ती को स्थिर करता है।

TIM प्रतिक्रिया

जैसा कि उल्लेख किया गया है, डीएचएपी का संतुलन सांद्रता जीएपी की तुलना में अधिक है, जिससे कि डीएचएपी अणुओं को जीएपी में बदल दिया जा रहा है क्योंकि बाद में इसका उपयोग ग्लाइकोलाइसिस प्रतिक्रिया में किया जा रहा है।

यह परिवर्तन TIM एंजाइम के लिए धन्यवाद होता है। यह ग्लाइकोलाइटिक क्षरण प्रक्रिया की पांचवीं प्रतिक्रिया है और इसमें ग्लूकोज का C1 और C6 कार्बोन GAP के C3 कार्बन बन जाते हैं, जबकि C2 और C5 के कार्बोन ग्लूकोज के C2 और C3 और C4 बन जाते हैं। वे GAP के C1 बन जाते हैं।

टीआईएम एंजाइम को "सही एंजाइम" माना जाता है क्योंकि प्रसार प्रतिक्रिया की दर को नियंत्रित करता है, जिसका अर्थ है कि उत्पाद एंजाइम के सक्रिय साइट के रूप में जल्दी से बनता है और इसका सब्सट्रेट एक साथ आता है।

डीएचएपी के परिवर्तन की प्रतिक्रिया में एनएपीओएल नामक एक मध्यवर्ती का गठन किया जाता है। यह यौगिक हाइड्रॉक्सिल समूहों के प्रोटॉन को टीआईएम एंजाइम के सक्रिय स्थल के अवशेषों तक छोड़ने में सक्षम है।

केल्विन चक्र में डीएचएपी

केल्विन चक्र प्रकाश संश्लेषक कार्बन कमी (पीसीआर) चक्र है जो पौधों में प्रकाश संश्लेषण प्रक्रिया के अंधेरे चरण का गठन करता है। इस चरण में, प्रक्रिया के प्रकाश चरण में प्राप्त उत्पादों (एटीपी और एनएडीपीएच) का उपयोग कार्बोहाइड्रेट बनाने के लिए किया जाता है।

इस चक्र में, छह जीएपी अणु बनते हैं, जिनमें से दो को आइसोमाइजेशन द्वारा डीएचएपी में तब्दील किया जाता है, टीआईएम एंजाइम की कार्रवाई के लिए, एक उलटा प्रतिक्रिया में जो ग्लाइकोलाइसिस के क्षरण में होता है। यह प्रतिक्रिया प्रतिवर्ती है, हालांकि इस चक्र के मामले में और ग्लाइकोलाइसिस के विपरीत, संतुलन को जीएपी के डीएचएपी में बदल दिया जाता है।

ये डीएचएपी अणु तब दो मार्गों का अनुसरण कर सकते हैं, एक एल्डोल द्वारा उत्प्रेरित एक एल्डोल संघनन है, जिसमें यह एफएपीपी बनाने के लिए जीएपी अणु के साथ संघनन करता है।

अन्य प्रतिक्रियाएं जो डीएचएपी में से एक ले सकती हैं, एक सेडोहेप्टुलोज बिसफॉस्फेटेज द्वारा उत्प्रेरित फॉस्फेट हाइड्रोलिसिस है। बाद के मार्ग में, यह एक एरिथ्रोस के साथ प्रतिक्रिया करता है ताकि सेडोहेप्टुलोज 1,7-बिसफ़ॉस्फ़ेट बनता है।

ग्लूकोनेोजेनेसिस में डीएचएपी

ग्लूकोनियोजेनेसिस में कुछ गैर-ग्लूकेडिक यौगिक जैसे पाइरूवेट, लैक्टेट और कुछ अमीनो एसिड ग्लूकोज में परिवर्तित हो जाते हैं। इस प्रक्रिया में, डीएचएपी टीआईएम की कार्रवाई द्वारा एक जीएपी अणु के आइसोमेराइजेशन के माध्यम से फिर से प्रकट होता है, और फिर एक एल्डोल संक्षेपण के माध्यम से, यह एफबीपी बन जाता है।

संदर्भ

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