Sifat piruvat, sintesis, kertas biologi, aplikasi

Dia Pyruvate o asid pyruvic adalah ketoacid yang paling mudah. Ia mempunyai molekul tiga karbon dengan kumpulan karboksil bersebelahan dengan karbon ketonik. Kompaun ini adalah produk akhir glikolisis dan merupakan persimpangan jalan untuk pembangunan pelbagai proses metabolik.

Glikolisis adalah laluan metabolik adalah yang menghasilkan degradasi glukosa. Ia terdiri daripada sepuluh langkah di mana molekul glukosa diubah menjadi dua molekul piruvat, dengan generasi bersih dua molekul ATP.

Kerangka molekul asid piruvik. Sumber: Lukáš Mižoch [domain awam]

Dalam lima langkah pertama glikolisis terdapat penggunaan dua molekul ATP untuk pengeluaran gula fosfat: glukosa-6-fosfat dan fruktosa-1,6-biphosphate. Dalam lima reaksi terakhir glikolisis, tenaga dan empat molekul ATP dijana.

Asid pyruvic dihasilkan daripada asid phosphoenolúvic atau phosphoenoliruvate, dalam tindak balas yang dikatalisis oleh kinase pyruvate enzim; enzim yang memerlukan mg²⁺ dan k⁺. Semasa reaksi pengeluaran molekul ATP berlaku.

Dihasilkan asid pyruvic boleh digunakan dalam peristiwa biokimia yang berbeza; Bergantung pada sama ada glikolisis telah dilakukan dalam keadaan aerobik, atau dalam keadaan anaerobik.

Dalam keadaan aerobik, asid pyruvic diubah menjadi acetylcoa, dan ini dimasukkan ke dalam kitaran Krebs atau asid tricarboxylic. Glukosa akhirnya berubah semasa rantaian pengangkutan elektronik, proses yang berlaku selepas glikolisis, dalam karbon dioksida dan air.

Dalam keadaan anaerobik, asid piruvik berubah menjadi laktat oleh tindakan dehidrogenase laktik enzim. Ini berlaku dalam organisma yang lebih tinggi, termasuk mamalia dan bakteria susu.

Walau bagaimanapun, ragi penapaian. Acetaldehyde kemudiannya berubah menjadi etanol.

[TOC]

Sifat

Formula molekul

C₃H₄Sama ada₃

Nama kimia

-Asid pyruvic,

-Asid pyroacemic dan

-2-oksoproponik (nama iupac).

Jisim molar

88,062 g/mol.

Penerangan fizikal

Cecair tanpa warna, yang juga boleh menjadi kekuningan atau ambar.

Bau

Bau ekar serupa dengan asid asetik.

Takat didih

54 ºC.

Takat lebur

13.8 ºC.

Ketumpatan

1,272 g/cm³ pada 20 ºC.

Kelarutan air

10⁶ mg/l pada 20 ºC; atau apa yang sama, menghasilkan penyelesaian dengan kepekatan molar 11.36 m.

Tekanan wap

129 mmHg.

Pekali partisi oktanol/air

Log p = -0.5

Boleh melayani anda: mikroskop sederhana

Keasidan

PKA = 2.45 hingga 25 ºC

Indeks refraktif

η20D = 1,428

Suhu penyimpanan

2 - 8 ºC

Ph

1.2 pada kepekatan 90 g/l air pada 20 ºC.

Kestabilan

Stabil, tetapi bahan bakar. Tidak serasi dengan ejen pengoksidaan yang kuat dan pangkalan yang kuat. Ia berpolimer dan rosak semasa penyimpanan jika bekas yang mengandunginya tidak melindunginya dari udara dan cahaya.

Ambang rasa

5 ppm.

Sintesis

Ia menyediakan asid tartarik dengan kalium bisulfat (KHSO₄) lebur, pada suhu 210 ºC - 220 ºC. Produk tindak balas disucikan oleh penyulingan pecahan di bawah tekanan yang dikurangkan.

Ragi thiamine auxotrophic dapat mensintesis asid piruvik apabila ditanam dalam gliserol dan asid propionik. Asid piruvik mempunyai hasil 71% dari gliserol.

Asid piruvik juga dihasilkan oleh pengoksidaan propilena glikol dengan oksidan seperti kalium permanganat.

Kertas Biologi

Destinasi

Asid pyruvic bukan nutrien penting, kerana ia dihasilkan dalam semua organisma hidup; Sebagai contoh, epal merah mengandungi 450 mg sebatian ini, yang merupakan persimpangan jalan untuk pembangunan beberapa proses metabolik.

Apabila ia dibentuk semasa glikolisis, ia boleh mempunyai beberapa destinasi: menjadi acetylcoa untuk digunakan dalam kitaran Krebs; berubah menjadi asid laktik; atau dalam asid amino.

Di samping itu, asid piruvik boleh dimasukkan, tanpa perlu menjadi acetylcoa, ke kitaran Krebs melalui laluan anaplerotik.

Penukaran kepada acetylcoa

Dalam penukaran asid pyruvic dalam acetylcoa terdapat decarboxylation asid pyruvic, dan kumpulan asetil yang tersisa digabungkan dengan koenzim untuk membentuk acetylcoa. Ia adalah proses yang kompleks yang dikatalisis oleh enzim piruvat dehidrogenase.

Enzim ini membentuk kompleks dengan dua enzim lain untuk memangkin sintesis acetylcoa: dihydrolyipaamide transacethylase dan dihydrolipamide dehydrogenase. Di samping itu, lima koenzim mengambil bahagian dalam sintesis: pyrophosphate tiamin, asid lipoik, FADH₂, NADH dan COA.

Dalam kes kekurangan vitamin B₁ (thiamine) Asid piruvik berkumpul dalam struktur saraf. Sebagai tambahan kepada acetylcoa yang berasal dari asid pyruvic, ia digunakan dalam kitaran Krebs dari metabolisme asid amino dan β-pengoksidaan asid lemak.

Acetylcoa terdiri daripada dua karbon. Acara ini diikuti dengan urutan tindak balas, yang bersama -sama dipanggil kitaran Krebs atau kitaran asid tricarboxylic.

Boleh melayani anda: Reaksi penggantian berganda

Kitaran Krebs

Dalam kitaran Krebs, koenzim NADH dan FADH berlaku₂, yang digunakan dalam urutan tindak balas yang melibatkan protein yang disebut cytochromes. Set reaksi ini dipanggil rantai pengangkutan elektronik.

Rantaian pengangkutan elektronik ditambah pula dengan fosforilasi oksidatif, aktiviti metabolik di mana ATP berlaku. Untuk setiap molekul glukosa yang dimetabolisme melalui glikolisis, rantai pengangkutan elektronik dan fosforilasi oksidatif, terdapat sejumlah 36 molekul ATP.

Penukaran kepada Oxalacetate

Asid piruvik, dalam tindak balas anaplerotik, karboksilat ke oksalaketat menyertai kitaran Krebs. Reaksi anaplerotik membekalkan komponen kitaran metabolik, menghalang keletihan mereka. Penukaran Asid Pyruvic ke Oxalacetate bergantung kepada ATP.

Reaksi anaplerotik ini berlaku terutamanya di hati haiwan. Asid piruvik juga dimasukkan ke dalam kitaran Krebs yang berubah menjadi malato, tindak balas anaplerotik yang dikatalisis oleh enzim malic menggunakan NADPH sebagai koenzim.

Penukaran kepada Alanina

Asid piruvik dalam keadaan bintang, pengalaman dalam otot penggabungan kumpulan amino dari asid glutamat, untuk berubah menjadi asid amino alanine. Reaksi ini dipangkin oleh enzim alanine aminotransferase.

Alanine masuk ke dalam darah dan hati berlaku proses terbalik, mengubah alanin menjadi asid pyruvic, dan ini seterusnya menyebabkan glukosa. Urutan peristiwa ini dipanggil kitaran Cahill.

Penukaran kepada laktat

Dalam sel aerobik dengan kadar glikolisis yang tinggi, molekul NADH yang disintesis tidak ditukar dengan betul menjadi molekul NAD ke dalam pengoksidaan mitokondria. Oleh itu, dalam kes ini, seperti dalam sel anaerobik, pengurangan asid pyruvic ke laktat dihasilkan.

Di atas menerangkan apa yang berlaku semasa latihan yang sengit, di mana glikolisis dan pengeluaran NADH diaktifkan, di mana NADH ini digunakan dalam pengurangan asid pyruvic dalam asid laktik. Ini menghasilkan pengumpulan asid laktik dalam otot dan, oleh itu, kesakitan.

Ini juga berlaku dalam sel eukariotik, seperti bakteria asid laktik; Demikianlah kes lactobacil. Penukaran asid piruvik laktik dipangkin oleh enzim dehidrogenase laktik yang menggunakan NADH sebagai koenzim.

Boleh melayani anda: oksida

Penapaian alkohol

Asid Pyruvic, antara destinasi lain, mengalami penapaian beralkohol. Dalam langkah pertama asid pyruvic menderita decarboxylation, menyebabkan kompaun asetaldehida. Reaksi ini dipangkin oleh enzim pyruvate discarboxylase.

Selepas itu, asetaldehid berubah menjadi etanol, menjadi tindak balas yang dikatalisis oleh enzim dehidrogenase enzim yang menggunakan NADH sebagai koenzim.

Fungsi antioksidan

Asid piruvik mempunyai fungsi antioksidan, jadi ia menghapuskan spesies oksigen reaktif seperti hidrogen peroksida dan lipid peroksida. Tahap asid piruvik suprafisiologi dapat meningkatkan kepekatan sel sel sel.

Aplikasi

Penggunaan Perubatan

Asid piruvik mempunyai kesan inotropik pada otot jantung, jadi suntikan atau infusi melalui intracoronaria meningkatkan kontraksi atau kekuatan penguncupan otot.

Walau bagaimanapun, beberapa kesan toksik prosedur ini perlu dipertimbangkan, kerana kematian seorang kanak -kanak yang menerima intravena melalui piruvat untuk rawatan kardiomiopati yang ketat berlaku.

Antara mekanisme yang mungkin untuk menjelaskan kesan inotropik asid pyruvic, adalah peningkatan dalam penjanaan ATP dan peningkatan potensi fosforilasi ATP. Penjelasan lain ialah pengaktifan piruvat dehidrogenase.

Asid Pyruvic telah dijual sebagai sebatian yang boleh digunakan untuk penurunan berat badan. Tetapi, dalam beberapa kajian telah dibuktikan bahawa walaupun ia mempunyai kesan ke atas pengurangan berat badan, ini kecil dan tidak mengesyorkan penggunaannya untuk tujuan ini.

Di samping itu, terdapat bukti bahawa pengambilan lima gram asid pyruvic/hari.

Terdapat juga peningkatan kolesterol lipoprotein ketumpatan rendah (LDL), dianggap "kolesterol buruk".

Kegunaan lain

Asid piruvik digunakan sebagai ejen perasa makanan. Ia juga berfungsi sebagai bahan mentah untuk sintesis L-triptophane, L-marosin dan 3.4-dihydrophenilalanin dalam pelbagai industri.

Rujukan

1. Mathews, c. K., Van holde, k. Dan. Dan ahern, k. G. (2004). Biokimia. Edisi ke -3. Editorial Pearson Education, s.Ke.
2. Pusat Kebangsaan Maklumat Bioteknologi. (2019). Asid pyruvic. Pangkalan data PUBCHEM. CID = 1060. Pulih dari: pubchem.NCBI.NLM.NIH.Gov
3. Buku Kimia. (2017). Asid pyruvic. Pulih dari: buku kimia.com
4. Editor enyclopaedia Britannica. (16 Ogos 2018). Asid pyruvic. Encyclopædia Britannica. Pulih dari: Britannica.com
5. DrugBank. (2019). Asid pyruvic. Pulih dari: Drugbank.Ac
6. Wikipedia. (2019). Asid pyruvic. Diperoleh dari: dalam.Wikipedia.org