Πώς μπορεί να μετατραπεί ένα μόριο πεντόζης σε δύο μόρια C2H5OH και CO2 όπως η γλυκόζη σε μόρια διοξειδίου του άνθρακα αιθανόλης;

Έχετε δίκιο, η διαδικασία μετατροπής μιας ζάχαρης πεντόζης (όπως η ριβόζη ή η ξυλόζη) σε δύο μόρια αιθανόλης και το διοξείδιο του άνθρακα δεν είναι άμεση όπως η ζύμωση της γλυκόζης. Είναι πιο περίπλοκο και περιλαμβάνει διάφορα βήματα. Εδώ είναι μια κατανομή:

1. Pentose φωσφορική οδός (PPP)

* Αρχικό βήμα: Η ζάχαρη πεντόζης (π.χ. ριβόζη) καταρρέει αρχικά μέσω της οδού φωσφορικής πεντόζης (PPP). Αυτή η οδός παράγει κυρίως το NADPH και τον πρόδρομο για τη σύνθεση νουκλεοτιδίων, αλλά παράγει επίσης σημαντικά ενδιάμεσα όπως η 3-φωσφορική γλυκιαλδεΰδη (G3P).

* Βασικά προϊόντα: Το G3P είναι ένα βασικό ενδιάμεσο που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία πυροσταφυλικού, έναν κρίσιμο πρόδρομο για την παραγωγή αιθανόλης.

2. Γλυκόλυση:

* G3P σε πυροσταφυλικό: Το G3P που παράγεται από το PPP εισέρχεται στην γλυκόλυση, την κεντρική μεταβολική οδό. Η γλυκόλυση μετατρέπει το G3P σε πυροσταφυλικό, μια ένωση τριών άνθρακα.

* πυροσταφυλικό στην ακεταλδεΰδη: Το πυροσταφυλικό στη συνέχεια αποκαρβοξυλιωμένο (χάνει ένα μόριο διοξειδίου του άνθρακα) για να σχηματίσει ακεταλδεΰδη, μια ένωση δύο άνθρακα.

3. Παραγωγή αιθανόλης:

* ακεταλδεΰδη σε αιθανόλη: Η ακεταλδεΰδη μειώνεται σε αιθανόλη από το ενζυμικό αλκοόλη αφυδρογονάση, χρησιμοποιώντας NADH ως αναγωγικό παράγοντα.

Συνολική εξίσωση:

Ενώ η ακριβής στοιχειομετρία είναι πολύπλοκη, η συνολική αντίδραση μπορεί να εκπροσωπηθεί ως:

Pentose + 2 ADP + 2 NADP + 2 NAD + → 2 αιθανόλη + CO2 + 2 ATP + 2 NADPH + 2 NADH

Βασικά σημεία:

* γενιά ATP: Η PPP και η γλυκόλυση παράγουν ΑΤΡ, η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για κυτταρικές διεργασίες.

* Παραγωγή NADPH: Το PPP παράγει NADPH, το οποίο είναι απαραίτητο για διάφορες μεταβολικές αντιδράσεις.

* Εναλλακτικά μονοπάτια: Μπορεί να υπάρχουν και άλλα μονοπάτια που εμπλέκονται στο μεταβολισμό της ζάχαρης Pentose, ανάλογα με τον συγκεκριμένο οργανισμό και τις συνθήκες.

Σημαντική σημείωση:

Σε αντίθεση με τη ζύμωση της γλυκόζης, όπου η αιθανόλη είναι το κύριο προϊόν, η μετατροπή της πεντόζης στην αιθανόλη δεν είναι μια σημαντική μεταβολική οδός. Ο πρωταρχικός σκοπός της ΣΔΙΤ είναι να παράγει NADPH και πρόδρομους για τη σύνθεση νουκλεοτιδίων. Η παραγωγή αιθανόλης είναι ένα πλευρικό προϊόν και η απόδοση της μπορεί να είναι σημαντικά μικρότερη σε σύγκριση με τη ζύμωση της γλυκόζης.

Μη διστάσετε να ρωτήσετε εάν έχετε περισσότερες ερωτήσεις!