ग्लिसरॉल 3-फॉस्फेट: संरचना, विशेषताओं, कार्य - जीवविज्ञान - 2025

ग्लिसरॉल 3-फास्फेट चयापचय और biomembranes के हिस्से में बहुत से आयोजन होने एक ग्लिसरॉल एक फॉस्फेट समूह के साथ एक एस्टर बांड होने अणु है,। यह अणु ग्लूकोनेओजेनेसिस, ट्राईसिलेग्लिसरॉल बायोसिंथेसिस के लिए एक मेटाबोलाइट के रूप में कार्य करता है, और दूसरा मैसेंजर बायोसिंथेसिस जैसे कि डायसाइलग्लिसरॉल (डीएजी)।

ग्लिसरॉल 3-फॉस्फेट के अन्य कार्य ग्लिसरॉफोस्फोलिपिड्स के बायोसिंथेसिस हैं, जैसे कि कार्डियोलिपिन, प्लास्मलोग्लेंस और अल्काइलसाइलग्लिसरॉफॉस्फोलिपिड। इसके अलावा, यह एक शटल में भाग लेता है जो एनएडी ⁺ को साइटोसोल में पुनर्जीवित करने की अनुमति देता है।

स्रोत: मज़्की

संरचना और विशेषताएं

ग्लिसरॉल 3-फॉस्फेट का अनुभवजन्य सूत्र सी ₃ एच ₉ ओ ₆ पी है और इसमें तीन कार्बन परमाणु हैं। कार्बन परमाणु 1 और 3 (C-1 और C-3) हाइड्रॉक्सिमेथाइल समूह (-CH2OH) बनाते हैं, जबकि कार्बन परमाणु 2 (C-2) एक हाइड्रोक्सीमेथिलीन समूह (-CHOH) बनाते हैं। सी -3 के हाइड्रॉक्सिमेथाइल समूह का ऑक्सीजन परमाणु फॉस्फेट समूह के साथ एस्टर बॉन्ड बनाता है।

ग्लिसरॉल 3-फॉस्फेट के लिए पर्यायवाची शब्द हैं, जैसे 1,2,3-प्रोपेनेट्रिऑल, 1- (डायहाइड्रोजेन फॉस्फेट) और 2,3-डायहाइड्रॉक्सीप्रोपाइल डिहाइड्रोजेन फॉस्फेट, 3-फॉस्फोग्लाइकोल। इसका आणविक भार 172.07 g / mol है।

ग्लिसरॉल 3-फॉस्फेट के फॉस्फेट समूह के हाइड्रोलिसिस से मानक गिब्स मुक्त ऊर्जा परिवर्तन (ºG Gib) -9.2 केजे / मोल है।

यह मेटाबोलाइट ग्लाइकोलाइसिस के एक मध्यवर्ती में परिवर्तित हो जाता है। जब सेलुलर ऊर्जा भार अधिक होता है, तो ग्लाइकोलाइसिस के माध्यम से प्रवाह कम हो जाता है और डायहाइड्रॉक्सीसिटोन फॉस्फेट (डीएचएपी) जैवसंश्लेषक मार्गों के लिए एक प्रारंभिक सामग्री के रूप में कार्य करता है।

विशेषताएं

ग्लूकोनोजेनेसिस और पेंटोस फॉस्फेट मार्ग

ग्लिसरॉल उपचय मार्गों के लिए एक मेटाबोलाइट के रूप में कार्य करता है। इसके लिए, इसे दो चरणों के माध्यम से एक ग्लाइकोलिटिक मध्यवर्ती में परिवर्तित किया जाना चाहिए, जिससे डायहाइड्रोक्सीसिटोन-फॉस्फेट मध्यवर्ती (डीएचएपी) बनाने के लिए एंजाइम ग्लिसरॉल किनेज और ग्लिसरॉल फॉस्फेट डिहाइड्रोजनेज की आवश्यकता होती है।

एंजाइम ग्लिसरॉल काइनेज एटीपी (एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट) से ग्लिसरॉल में फॉस्फेट समूह के हस्तांतरण को उत्प्रेरित करता है, जिससे ग्लिसरॉल 3-फॉस्फेट और एडीपी (एडेनोसिन डाइफॉस्फेट) बनता है। अगला, ग्लिसरॉल 3-फॉस्फेट डिहाइड्रोजनेज एक ऑक्सीकरण-कमी प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करता है, जिसमें ग्लिसरॉल 3-फॉस्फेट का सी -2 ऑक्सीकरण होता है, दो इलेक्ट्रॉनों को खो देता है।

ग्लिसरॉल 3-फॉस्फेट (कम) से इलेक्ट्रॉनों को एनएडी ⁺ (ऑक्सीडाइज्ड) में स्थानांतरित किया जाता है, जिससे डीएचएपी (ऑक्सीडाइज्ड) और एनएडीएच (कम) बनता है। डीएचएपी ग्लाइकोलिसिस का एक मध्यवर्ती मेटाबोलाइट है जो एनाबॉलिक पथों के लिए कार्बन कंकाल प्रदान करता है, जैसे ग्लाइकोजन और न्यूक्लियोटाइड बायोसिंथेसिस।

ग्लूकोनेोजेनेसिस द्वारा गठित ग्लूकोज 6-फॉस्फेट ग्लाइकोजन बायोसिंथेसिस या पेंटोस फॉस्फेट मार्ग तक जा सकता है। जिगर में ग्लाइकोजन जैवसंश्लेषण के दौरान, ग्लूकोज 6-फॉस्फेट को ग्लूकोज 1-फॉस्फेट में बदल दिया जाता है। पेंटोस फॉस्फेट मार्ग के दौरान, ग्लूकोज 6-फॉस्फेट को 5-फॉस्फेट में परिवर्तित किया जाता है।

ट्राईसाइलग्लिसरॉल जैवसंश्लेषण

Triacylglycerols तटस्थ (अपरिवर्तित) लिपिड हैं जो फैटी एसिड एस्टर के पास होते हैं जो कि सहसा ग्लिसरॉल से बंधे होते हैं। Triacylglycerols फैटी एसाइल-सीओए एस्टर और ग्लिसरॉल 3-फॉस्फेट या डीएचएपी से संश्लेषित होते हैं।

ग्लिसरोजेनेसिस ग्लूकोनेओजेनेट एंजाइम से ग्लिसरॉल के नए जैवसंश्लेषण का उपयोग करता है। पाइरूवेट कार्बोक्सिलेज, पाइरूवेट को ऑक्सालोसेटेट में परिवर्तित करता है, और फॉस्फोनिओलफ्रुवेट कार्बोक्साइकनेज (PEPCK) ऑक्सालोसेटेट को फॉस्फेनोलेफ्रुवेट, एक ग्लाइकोलाइटिक मध्यवर्ती में परिवर्तित करता है।

फॉस्फोनिओलफ्रूवेट डीएचएपी के जैवसंश्लेषण की ओर ग्लूकोनोजेनेसिस मार्ग को जारी रखता है, जो ग्लिसरॉल 3-फॉस्फेट डिहाइड्रोजनेज और एक फॉस्फेट द्वारा परिवर्तित होता है जो फॉस्फेट समूह को हाइड्रोलाइज करता है। इस प्रकार गठित ग्लिसरॉल का उपयोग ट्राईसाइलग्लिसरॉल्स के जैवसंश्लेषण के लिए किया जाता है।

भुखमरी की अवधि के दौरान, लिवर में प्रवेश करने वाले फैटी एसिड का 30% triacylglycerols के लिए पुनर्निर्मित किया जाता है और बहुत कम घनत्व वाले लिपोप्रोटीन (VLDL) के रूप में निर्यात किया जाता है।

हालांकि एडिपोसाइट्स ग्लूकोनोजेनेसिस को बाहर नहीं करता है, लेकिन उनके पास एंजाइम फॉस्फोनिओलफ्रूवेट कार्बोक्जिनेस (PEPCK) होता है, जो ट्राइग्लिसग्लिसरॉल के जैवसंश्लेषण के लिए आवश्यक ग्लिसरोजेनेसिस में भाग लेता है।

सामान्य ग्लिसरॉफोस्फोलिपिड्स

ग्लिसरॉफोस्फोलिपिड्स ग्लिसरॉल 3-फॉस्फेट ट्राइस्टर हैं, जिसमें फॉस्फेट ध्रुवीय सिर है। सी -1 और सी -2 संतृप्त फैटी एसिड के साथ एस्टर बॉन्ड बनाते हैं, जैसे कि पामिटेट या स्ट्रेट, और एक मोनोअनसैचुरेटेड फैटी एसिड, जैसे कि ओलेट। यह विवरण फॉस्फेटिड से मेल खाता है, जो सबसे सरल ग्लिसरॉस्फॉस्फोलिप है।

यूकेरियोटिक कोशिका झिल्लियों में, फॉस्फेटिड अधिक सामान्य ग्लिसरॉफोस्फोलिपिड्स के अग्रदूत के रूप में कार्य करता है, जो कि फॉस्फेटिडाइलकोलाइन, फॉस्फेटिडिलसेरिन, फॉस्फेटिडाइलेटामाइन और फॉस्फेटिडाइलिनोसोल हैं।

कोशिका झिल्लियों में लिपिड (ग्लिसरॉफोस्फोलिपिड्स, स्पिंगोफॉस्फोलिपिड्स, स्फिंगोग्लीकोलिपिड्स, कोलेस्ट्रोल) का वितरण एक समान नहीं होता है। उदाहरण के लिए, एरिथ्रोसाइट झिल्ली का आंतरिक मोनोलर ग्लिसरॉफोस्फोलिपिड्स में समृद्ध है, जबकि बाहरी मोनोलेयर स्फिंगोलिपिड्स में समृद्ध है।

ग्लिसरॉस्फॉस्फोलिड्स महत्वपूर्ण हैं क्योंकि वे सेल सिग्नलिंग में भाग लेते हैं। फॉस्फोलिपेज़ एंजाइम की क्रिया के माध्यम से, जैसे कि फॉस्फोलिपेज़ सी, जो फॉस्फेटिडाइलिनोसोल -4,5-बिसफ़ॉस्फ़ेट (पीपीआई 2) के सी -3 स्तर पर एस्टर बॉन्ड को तोड़ता है, सिग्नलिंग अणु 1,4,5-ट्राइफ़ॉस्फेट और सिग्नलिंग अणु diacylglycerol (DAG)।

अक्सर, सांप के जहर में फॉस्फोलिपेज़ ए 2 एंजाइम होते हैं, जो ग्लिसरॉफ़ॉस्फोलिपिड्स को तोड़ते हैं। यह झिल्ली को फटने से ऊतक क्षति का कारण बनता है। फैटी एसिड जारी डिटर्जेंट के रूप में कार्य करता है।

कम आम ग्लिसरॉफोस्फोलिपिड्स

यूकेरियोटिक कोशिकाओं के झिल्लियों में अन्य फॉस्फोलिपिड होते हैं जैसे कार्डियोलिपिन, प्लास्मलोग्लेंस और अल्काइलेसिलग्लिसरॉफ़ॉस्फ़ोलिपिड्स।

कार्डियोलिपिन एक फास्फोलिपिड है जिसे पहले हृदय के ऊतकों से अलग किया गया था। इसके जैवसंश्लेषण के लिए दो फास्फेटिडाइलेग्लिसरॉल अणुओं की आवश्यकता होती है। प्लास्मलोगेंस में एक विनाइल ईथर बॉन्ड द्वारा ग्लिसरॉल सी -1 से जुड़े हाइड्रोकार्बन चेन होते हैं। स्तनधारियों में, ग्लिसरॉफोस्फोलिपिड्स का 20% प्लास्मलॉजेन हैं।

अल्काइलसाइलग्लिसरॉफोस्फोलिपिड्स में एक अल्काइल सब्स्टीट्यूट को ईथर लिंकेज द्वारा ग्लिसरॉल के सी -1 से जोड़ा जाता है। ये ग्लिसरॉस्फॉस्फोलिड्स प्लाज़्मोग्लोगन्स की तुलना में कम प्रचुर मात्रा में हैं।

NAD उत्थान

कंकाल की मांसपेशी, मस्तिष्क और उड़ान कीड़े की मांसपेशी ग्लिसरॉल 3-फॉस्फेट शटल का उपयोग करती है। ग्लिसरॉल 3-फॉस्फेट में मुख्य रूप से दो आइसोनाइजेस होते हैं: ग्लिसरॉल 3-फॉस्फेट डिहाइड्रोजनेज और एक फ्लेवप्रोटीन डिहाइड्रोजनेज।

ग्लिसरॉल 3-फॉस्फेट डिहाइड्रोजनेज साइटोसोलिक एनएडीएच के ऑक्सीकरण को उत्प्रेरित करता है। यह एनएडीएच ग्लाइकोलिसिस में निर्मित होता है, ग्लिसराल्डिहाइड 3-फॉस्फेट डिहाइड्रोजनेज (जीएपीडीएच) द्वारा उत्प्रेरित कदम में। ग्लिसरॉल 3-फॉस्फेट डिहाइड्रोजनेज एनएडीएच (कम) से दो इलेक्ट्रॉनों को डायहाइड्रॉक्सीसिटोन फॉस्फेट सब्सट्रेट (ऑक्सीकृत) में स्थानांतरित करता है।

ग्लिसरॉल 3-फॉस्फेट डिहाइड्रोजनेज के उत्प्रेरक के उत्पाद एनएडी ⁺ (ऑक्सीकृत) और ग्लिसरॉल 3-फॉस्फेट (कम) हैं। उत्तरार्द्ध एक फ्लेवोप्रोटीन डिहाइड्रोजनेज द्वारा ऑक्सीकृत होता है जो माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक झिल्ली में पाया जाता है। इस तरह, डीएचएपी को पुनर्नवीनीकरण किया जाता है।

फ्लेवोप्रोटीन डिहाइड्रोजनेज इलेक्ट्रॉन इलेक्ट्रॉन श्रृंखला को इलेक्ट्रॉन देता है। इस वजह से, साइटोसोल में एनएडीएच का उपयोग इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला में ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण द्वारा 1.5 एटीपी अणुओं के जैवसंश्लेषण के लिए किया जाता है। साइटोसोल में एनएडी ^{+ के} उत्थान से ग्लाइकोसिस को जारी रखने की अनुमति मिलती है। GAPDH सब्सट्रेट के रूप में NAD ⁺ का उपयोग करता है।

संदर्भ

1. बर्ग, जेएम, Tymoczco, जेएल, स्ट्रायर, एल। 2015 जैव रसायन: एक छोटा कोर्स। डब्ल्यूएच फ्रीमैन, न्यूयॉर्क।
2. लोदीश, एच।, बर्क, ए।, जिपर्सकी, एसएल, मत्सुदरिया, पी।, बाल्टीमोर, डी।, डेरनेल, जे। 2003. सेलुलर और आणविक जीव विज्ञान। संपादकीय Médica Panamericana, ब्यूनस आयर्स।
3. Miesfeld, RL, McEvoy, MM 2017. जैव रसायन। डब्ल्यूडब्ल्यू नॉर्टन, न्यूयॉर्क।
4. नेल्सन, डीएल, कॉक्स, एमएम 2017. जैव रसायन के लेहिंगर सिद्धांत। डब्ल्यूएच फ्रीमैन, न्यूयॉर्क।
5. Voet, D., Voet, JG, Pratt, CW 2008। जैव रसायन विज्ञान के मूल तत्व: आणविक स्तर पर जीवन। विली, होबोकेन।