Оксалоцетна киселина

Од Википедија — слободната енциклопедија
Прејди на прегледникот Прејди на пребарувањето
Оксалоцетна киселина
Skeletal structure
Ball-and-stick model
Назнаки
328-42-7 Yes check.svgОк
ChEBI CHEBI:30744 Yes check.svgОк
ChemSpider 945 Yes check.svgОк
EC број 206-329-8
5236
Jmol-3D слики Слика
PubChem 970
Својства
Молекулска формула C4H4O5
Моларна маса 132.07 g/mol
Густина 0,18 g/cm3
Точка на топење

161 °C, 434 K, 322 °F

Термохемија
Ст. енталпија на
формирање
ΔfHo298
-943.21 kJ/mol
Ст. енталпија на
согорување
ΔcHo298
-1205.58 kJ/mol
 Yes check.svgОк(што е ова?)  (завери)
Освен каде што е поинаку назначено, податоците се однесуваат за материјалите во нивната стандардна состојба (при 25 ° C, 100 kPa)
Наводи

Оксалоцетната киселина е органско соединение со хемиска формула2CC(O)CH22H. Во форма на својата коњугирана база оксалоацетат, таа е метаболички многу важен интермедиер (полупроизвод) во голем број на биохемиски процеси во клетката. Некои од овие процеси се: глуконеогенезата, циклусот на уреаглиоксилатниот циклус, синтеза на некои аминокиселини, синтеза на масни киселини и циклусот на лимонска киселина.

Својства[уреди | уреди извор]

Оксалоцетната киселина подлежи на неколку последователни депротонации:

2CC(O)CH22H ⇌ O2CC(O)CH22H + H+ pKa = 2.22
О2CC(O)CH22H ⇌ O2CC(O)CH2CO2 + H+, pKa = 3.89

При високи рH вредности, енолниот протон се јонизира:

О2CC(O)CH2CO2O2CC(O)CHCO2 + H+, pKa = 13.03

Енолните форми на оксалоцетната киселина се особено стабилни; до толку што два тавтомера имаат различни точки на топење (152 °C за cis изоформата и 184 °C за trans изоформата).

Биосинтеза[уреди | уреди извор]

Оксалоацетатот се добива на неколку начини во природата. Главниот пат е со оксидација на L-малат, која е катализирана од ензимот малат дехидрогеназа, во тек на циклусот на лимонска киселина. Малатот може да биде оксидиран и од сукцинат дехидрогеназата, во бавна реакција која како почетен продукт дава енол-оксалоацетат.[1] Оксалоацетатот, исто така, се добива со кондензација на пируват и јаглеродна киселина, за кој процес е потребна енергија од хидролизата на АТP:

CH3C(O)CO2 + HCO3 + АТP → O2CCH2C(O)CO2 + ADP + Pi

Во мезофилот на растенијата, овој процес се одвива преку фосфоенолпируватот, а процесот е катализиран од пируват карбоксилазата. Оксалоацетатот може да се добие и со транс- или де-аминација на аспарагинска киселина.

Биохемиски функции[уреди | уреди извор]

Оксалоацетатот е интермедиер во циклусот на лимонска киселина, каде што реагира со ацетил-СоА за да формира цитрат; процес кој е катализиран од ензимот цитратна синтаза. Тој, исто така, учествува во глуконеогенезата, циклусот на уреа, циклусот на глиоксилат, синтезата на некои аминокиселини и синтезата на масни киселини. Оксалоацетатот е, исто така, потентен инхибитор на комплексот II.

Глуконеогенеза[уреди | уреди извор]

Глуконеогенезата е метаболички пат кој се состои од серија на единаесет ензимски катализирани реакции, кои резултираат со продукција на глукоза од не-јаглехидратни супстрати.[2][3] Почетокот на овој процес се одвива во митохондријалниот матрикс, каде се наоѓаат пируватните молекули. Молекулата на пируват се карбоксилира со ензимот пируват карбоксилаза, а реакцијата се активира со молекула на АТP и вода. Оваа реакција резултира со формирањето на оксалоацетат. NADH го редуцира оксалоацетатот во малат. Оваа трансформација е неопходна за транспорт на молекулата надвор од митохондриите. По стигнување во цитоплазмата, малатот се оксидира во оксалоацетат повторно со NAD+. Потоа, осалоацетатот останува во цитозолот, каде се одвиваат останатите реакции. Оксалоацетатот потоа се декарбоксилира и фосфорилира со ензимот фосфоенолпируват карбоксикиназа и станува 2-фосфоенолпируват, а како извор на фосфат во текот на овој процес се користи гванозин трифосфат (GTP). Глукозата се добива со понатамошни реакции.

Циклус на уреа[уреди | уреди извор]

Циклусот на уреа е метаболички пат кој резултира со формирање на уреа од два амониумови јони и еден бикарбонат.[4] Овој метаболички пат се одвива во хепатоцитите. Реакциите од циклусот на уреа создаваат NADH, кој може да се добие на два различни начина. Еден од овие начина го вклучува оксалоацетатот. Во цитозолот се наоѓаат молекули на фумарат, кои може да се трансформира во малат под дејство на ензимот фумараза. На малатот дејствува ензимот малат дехидрогеназа, кој го претвора во оксалоацетат, со добивање на молекула на NADH. После тоа, оксалоацетатот се рециклира во аспартат, бидејќи трансаминазите ги претпочитаат овие кето киселини над другите. Ова рециклирање ја одржува хомеостазата на азотот во клетката.

Однос меѓу оксалоцетна киселина, јаболкова киселина, и аспарагинска киселина.

Глиоксилатен циклус[уреди | уреди извор]

Глиоксилатниот циклус е варијанта на циклусот на лимонска киселина.[5] Тој претставува анаболен пат кој се одвива во растенијата и бактериите, а во кој учествуваат ензимите изоцитрат лиаза и малат синтаза. Некои интермедиерни чекори на циклусот се малку поразлични од оние кај циклусот на лимонска киселина, но сепак оксалоацетатот ја има истата функција во двата процеса. Ова значи дека оксалоацетатот, и во овој циклус, делува како примарен реактант и краен продукт. Всушност оксалоацетатот е нето производ на глиоксилатниот циклус, бидејќи циклусот вклучува две молекули на ацетил-КоА.

Синтеза на масни киселини[уреди | уреди извор]

Во претходните стадиуми ацетил-КoA се пренесува од митохондриите во цитоплазмата каде што се наоѓа синтазата на масни киселини. Ацетил-КоА се транспортира како цитрат, кој претходно бил формиран во митохондријалниот матрикс, од една молекула на ацетил-КоА и една молекула на оксалоацетат. Оваа реакција обично го започнува циклусот на лимонска киселина, но кога нема потреба од енергија, цитратот се транспортира во цитоплазмата каде се разградува на цитоплазматичен ацетил-КоА и оксалоацетат.[6]

Во другиот дел од циклусот потребен е NADPH за синтеза на масните киселини.[7] Дел од оваа редуктивна моќ се создава кога цитозолниот оксалоацетат се враќа во митохондриите, додека внатрешниот митохондријален слој е непропустлив за оксалоацетат. Прво, оксалоацетатот се редуцира во малат со употреба на NADH. Потоа малатот се декарбоксилира во пируват, кој може да навлезе во митохондриите, каде што повторно се карбоксилира во оксалоацетат со ензимот пируват карбоксилаза. Процесот на декарбоксилација на малатот, кој е катализиран од маличниот ензим, е проследен со конверзија на NADP+ во NADPH.

Синтеза на аминокиселини[уреди | уреди извор]

Шест есенцијални и три неесенцијални аминокиселини се синтетизираат од оксалоацетатот и пируватот.[8] Аспарагинската киселина се синтетизира од оксалоацетат, а аланинот од пируват, со трансаминација на глутаминска киселина. Аспарагинот, метионинот, лизинот и треонинот се синтетизираат од аспарагинска киселина, па затоа оксалоацетатот е битен и за нивната синтеза.

Oxaloacetate и pyruvate aminoacid синтеза

Биосинтеза на оксалат[уреди | уреди извор]

Оксалоацетатот со хидролиза дава оксалат.[9]

оксалоацетат + H2O ⇌ оксалат + ацетат

Овој процес е катализиран од ензимот оксалоацетаза.

Поврзано[уреди | уреди извор]

Наводи[уреди | уреди извор]

  1. M.V. Panchenko; A.D. Vinogradov. Direct demonstration of enol-oxaloacetate as an immediate product of malate oxidation by the mammalian succinate dehydrogenase. „FEBS Letters“ том  286 (1-2): 76–78. doi:10.1016/0014-5793(91)80944-X. 
  2. Miyamoto, Tetsuya; Amrein, Hubert (25 јануари 2017 г). Gluconeogenesis: An ancient biochemical pathway with a new twist. „Fly“ том  11 (3): 218–223. doi:10.1080/19336934.2017.1283081. ISSN 1933-6934. PMID 28121487. PMC: PMC5552273. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5552273/. 
  3. Chung, Stephanie T.; Chacko, Shaji K.; Sunehag, Agneta L.; Haymond, Morey W. (1 декември 2015 г). Measurements of Gluconeogenesis and Glycogenolysis: A Methodological Review (на en). „Diabetes“ том  64 (12): 3996–4010. doi:10.2337/db15-0640. ISSN 0012-1797. PMID 26604176. http://diabetes.diabetesjournals.org/content/64/12/3996. 
  4. „Nitrogen Metabolism and the Urea Cycle“. themedicalbiochemistrypage.org. https://themedicalbiochemistrypage.org/nitrogen-metabolism.php. посет. 10 јули 2018 г. 
  5. „Welcome to The Chemistry Place“. http://www.pearsonhighered.com/mathews/ch14/c14gc.htm. посет. 5 април 2018 г. 
  6. „Biosynthesis of Fatty Acids - AOCS Lipid Library“. lipidlibrary.aocs.org. http://lipidlibrary.aocs.org/Biochemistry/content.cfm?ItemNumber=41289. посет. 10 јули 2018 г. 
  7. „fatty acids synthesis“. http://www.rpi.edu/dept/bcbp/molbiochem/MBWeb/mb2/part1/fasynthesis.htm. 
  8. „http://faculty.ksu.edu.sa/69436/Documents/lecture-15-aa_from_oxaloacetate_and_pyruvate.pptx“. http://faculty.ksu.edu.sa/69436/Documents/lecture-15-aa_from_oxaloacetate_and_pyruvate.pptx. 
  9. Gadd, Geoffrey M. "Fungal production of citric and oxalic acid: importance in metal speciation, physiology and biogeochemical processes" Advances in Microbial Physiology (1999), 41, 47-92.