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核糖(ribose)與脫氧核糖參與的生化過程

由 李老師談生化 發表于 農業2021-09-01

簡介戊糖中最重要的就是核糖與脫氧核糖,因為他們是RNA和DNA的組成成分,所以任何生物都不能離開他們生存

脫氧核糖是什麼東西

戊糖中最重要的就是核糖與脫氧核糖,因為他們是RNA和DNA的組成成分,所以任何生物都不能離開他們生存。

D-核糖1891年由德國化學家埃米爾·費歇爾(Emil Fischer)首次報道。因為它是D-阿拉伯糖(D-arabinose,以阿拉伯樹膠命名)的C2差向異構體,所以採用“arabinos”一詞中的部分字母重排來命名(Howard Nechamkin,1958)。

核糖(ribose)與脫氧核糖參與的生化過程

核糖與阿拉伯糖是差向異構體

D-核糖是所有活細胞的普遍成分之一,是核糖核酸的重要組成成分。在核苷酸中,核糖以其半縮醛羥基與嘌呤或嘧啶的氮原子結合,而其2、3、5位的羥基可與磷酸連線。核糖在水溶液中可以形成吡喃糖形式,但在衍生物中總是以呋喃糖形式出現。

核糖(ribose)與脫氧核糖參與的生化過程

核糖與脫氧核糖的呋喃糖形式

核糖的各種磷酸化衍生物在代謝中起重要作用。 ATP是通用能量載體,UTP用於多糖合成中的構件活化,CTP用於脂代謝中的中的構件活化,GTP用於翻譯過程和多種蛋白質的構象變化(如G蛋白)。cAMP和cGMP作為第二信使參與多種訊號轉導途徑。FAD、NAD和NADP是氧化還原輔酶,分別用於分解代謝與生物合成。輔酶A是醯基載體。

核糖的衍生物核醇是維生素B2的組成成分,參與構成FMN和FAD。

核糖(ribose)與脫氧核糖參與的生化過程

FAD含有核糖與核醇

核糖在各種食物中含量豐富,而且細胞可以透過磷酸戊糖途徑合成核糖,所以不會缺乏,不需要額外補充。

D-核糖的2位羥基被氫原子取代,就生成D-2-脫氧核糖。因為D-阿拉伯糖與D-核糖的差異就在於C2羥基,所以脫氧後就完全相同了。也就是說,D-2-脫氧核糖D-2-脫氧阿拉伯糖其實是同一種物質。之所以我們還是這樣稱呼它,是因為其生物合成的前體是核糖。

D-2-脫氧核糖是DNA的組分之一。它與核糖一樣,透過半縮醛羥基與含氮鹼基結合。因為2位沒有羥基,所以脫氧核糖只能以3,5位的羥基與磷酸結合。

脫氧會造成一些化學性質的改變。在RNA中,由於2‘-羥基的存在,RNA在鹼性條件下不穩定,容易形成2’,3‘-環狀中間體而水解(在核苷酸中,糖分子中的碳原子用帶’的數字表示,鹼基上的原子用不帶’的數字表示)。DNA因為沒有2’-羥基,所以在鹼性條件下是穩定的。因此,用酚抽提RNA的時候不能用鹼性的,只能用酸酚;而提取DNA的時候可以採用鹼性條件,以除去RNA雜質。

2‘-羥基對RNA的構象也有影響。它會使RNA不易採取B型構象,所以在轉錄時,DNA要採取A型構象。DNA因為沒有2’-羥基,所以B型雙螺旋是穩定的。

除2-脫氧核糖外,生物體內還有5-脫氧核糖。在輔酶B12(腺苷鈷胺素)中,與鈷原子第六個配位點結合的就是5‘-脫氧腺苷。它參與1,2-遷移分子重排反應,如丙酸代謝中的甲基丙二醯輔酶A變位。腺苷鈷胺素還可以參與催化核糖核苷酸的還原。這也是生物體合成脫氧核糖的方式。

Tags:核糖脫氧核糖羥基RNADNA