Zweck der Umwandlung von 3-PGA zu G3P im Calvin-Zyklus?

3-PGA ( C X 6 H X 7 Ö X 7 P ) wird in G3P konvertiert ( C X 6 H X 7 Ö X 6 P ), bevor es zu Glukose verarbeitet werden kann, mit einer Erweiterung von 6 ATP und 6 NADPH. Meine Frage ist, warum dieser Prozess benötigt wird und warum der Verlust von 1 Sauerstoffatom darüber entscheidet, ob ein Zuckermolekül zu Glukose synthetisiert werden kann. Meine Meinung zu diesem Thema ist, dass, wenn sie 3-PGA direkt in Glukose einbauen, sie Zeit und auch Energie in Form von ATP und NADPH sparen können.

Offensichtlich keine vollständige Antwort, aber ich frage mich, ob es teilweise daran liegt, dass NADP+ benötigt wird, um die Elektronen und Protonen am Ende des ETC bei PS-I zu absorbieren, um einen Überschuss an NADPH und H+ zu vermeiden, was zu einer gefährlich sauren Umgebung führt. Gute Frage, übrigens.
@rotaredom – Bitte beachten Sie den Text, der im Kommentarfeld erscheint: „Verwenden Sie Kommentare, um weitere Informationen anzufordern oder Verbesserungen vorzuschlagen. Vermeiden Sie es, Fragen in Kommentaren zu beantworten.“ Kommentare sind nicht für Antworten, vollständig oder unvollständig.
1. Bitte bezeichnen Sie chemische Verbindungen mit ihren Namen sowie ihren Abkürzungen zur Verdeutlichung und Indexierung. 2. Dies ist eine Frage der Chemie, die in jedem biochemischen Text behandelt wird. Ihre naive Bemerkung über "Zeit- und Energiesparen" und Ihre Betonung irrelevanter chemischer Zusammensetzungen legt nahe, dass Sie einen solchen Text vor dem Posten konsultieren sollten. Ich empfehle Berg et al . online Kapitel 20 . Das wäre nicht zufällig eine Hausaufgabenfrage?
Obwohl ich diese Frage gerne beantwortet habe, habe ich nicht länger als 5 Minuten gebraucht, um alle erforderlichen Informationen für diese Antwort zu sammeln. Ab dem nächsten Mal, @user35897, zeigen Sie bitte etwas Rechercheaufwand, bevor Sie eine Frage stellen. Ab sofort stimme ich dafür, diese Frage zu schließen.

Antworten (1)

Gute Frage! Um zu sehen, welche Probleme dieser zusätzliche Sauerstoff verursachen kann, kommen wir zum Kern der Reaktion, dh dem Calvin-Benson-Zyklus; ein Schritt auf einmal. Schauen Sie sich zunächst den detaillierten Calvin-Benson-Zyklus an (das folgende Bild stammt von hier ):

Calvin-Benson-Zyklus

Wie aus diesem Bild deutlich wird, erfolgt die eigentliche Verwendung von Glyceraldehyd-3-phosphat im Schritt der Bildung von Fructose-1,6-bisphosphat. Wir wissen jedoch nicht, warum wir in diesem Schritt nicht stattdessen 3-Phosphoglycerat verwenden können. Lassen Sie uns dafür einen Schritt weiter gehen und sehen, wie das betreffende Enzym, Fructose-1,6-Bisphosphat-Aldolase/Phosphatase ( alias Aldolase), funktioniert.

Da sich der vollständige Artikel hinter einer Paywall befindet, werfen wir einen kleinen Vorgeschmack darauf. Siehe dieses Bild 1 :

Aldolase-Mechanismus

Achten Sie auf die Schritte, an denen G3P eintritt, dh Schritte zwischen b und c . Auch ohne auf Details des Mechanismus einzugehen, erhalten wir zwei Faktoren, die verhindern können, dass 3PGA in dieser Reaktion verwendet wird:

  1. Sterische Hinderung: Ersetzen Sie das Terminal -H durch -OH von G3P im ersten Bild in Ihrem Kopf. Sie können deutlich sehen, dass dies eine gewisse sterische Hinderung verursachen und die Bildung einer kovalenten Bindung zwischen DHAP und G3P verhindern würde.

  2. Bildung von Geminal Diol: Ersetzen Sie wieder das Terminal -H durch -OH, aber dieses Mal im zweiten Bild, in Ihrem Kopf. Sie erhalten geminales Diol im resultierenden Molekül, das für seine Reaktivität und Instabilität bekannt ist. Wenn wir also 3-PGA anstelle von G3P in die Reaktion zugeben, könnten wir am Ende instabile Moleküle erhalten, die sich selbst spalten. Ich hoffe, das ist, wonach Sie gesucht haben.

Referenz: Juan Du, Rafael F. Say, Wei Lü, Georg Fuchs, Oliver Einsle Active-site remodeling in the bifunctional fructose-1,6-bisphosphate aldolase/phosphatase Nature 478 , Seiten 534–537 (27. Oktober 2011) doi:10.1038 /Natur10458

Hallo, entschuldige, ich habe deine Antwort verpasst. Nur zur Verdeutlichung, die Gründe sind 1) NADP+ wird benötigt, um die Elektronen und Protonen am Ende der Elektronentransportkette des Photosystems 1 zu absorbieren, oder es würde zu einer sauren Umgebung im Chloroplasten führen. 2) Es verhindert eine kovalente Bindung zwischen DHAP und G3P, wodurch eine sterische Hinderung verursacht wird. 3) Ein instabiles Molekül (Geminal Diol) würde gebildet werden, das sich ähnlich wie das intermediäre 6-Kohlenstoff-Molekül spalten wird, das nach der Kohlenstofffixierung gebildet wurde.
Gibt es weitere Gründe oder Lücken in der obigen Zusammenfassung?
Der erste Punkt scheint aus der Antwort von @xusr zu stammen, daher kann ich mir dessen nicht so sicher sein. Die anderen beiden Punkte scheinen jedoch in Ordnung zu sein (Entschuldigung für die Verspätung, ich habe wirklich keine Zeit, auf diese Seite zuzugreifen).
Danke für die Hilfe! Sehr geschätzt. Ich habe versucht, selbst darüber zu recherchieren, aber ich konnte nichts Nützliches finden
Jederzeit, Kumpel! Dafür sind wir da ;)
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