Riboz
| Yapısal formül | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ||||||||||
| Fischer projeksiyonu , açık zincir gösterimi | ||||||||||
| Genel | ||||||||||
| Soyadı | Riboz | |||||||||
| diğer isimler |
|
|||||||||
| Moleküler formül | C 5 H 10 O 5 | |||||||||
| Kısa açıklama |
renksiz katı |
|||||||||
| Harici tanımlayıcılar / veritabanları | ||||||||||
| ||||||||||
| özellikleri | ||||||||||
| Molar kütle | 150,13 g mol −1 | |||||||||
| Fiziksel durum |
sıkıca |
|||||||||
| yoğunluk |
0.80 g · cm- 3 (20 ° C) |
|||||||||
| Erime noktası |
90-95 ° C |
|||||||||
| çözünürlük |
suda çözünebilir |
|||||||||
| güvenlik talimatları | ||||||||||
| ||||||||||
| Mümkün olduğunca ve geleneksel olarak, SI birimleri kullanılır. Aksi belirtilmedikçe, verilen veriler standart koşullar için geçerlidir . | ||||||||||
Riboz , beş karbon atomlu bir şekerdir , bir pentozdur ve doğada sıklıkla D- riboz olarak bulunurken, enantiyomerik L- riboz çok az öneme sahiptir.
D- riboz, ribonükleik asidin (RNA) yapı taşlarının bir parçasıdır . Gelen nükleosidlerinin , riboz olan bağlantılı a nükleobaz C1-atomu ile , örneğin adenosin , sitidin , guanozin , üridin ve ribothymidine . Karşılık gelen nükleotit oluşturulmaktadır ilave tarafından fosforilasyonu hidroksil grubu C5 atomu üzerinde (-OH) . Bir RNA makromolekülünün omurgası ( omurga ), organofosfat yoluyla birbiriyle bağlantılı riboz birimlerini bağlar.
"Riboz" genellikle D- riboz anlamına gelir . D - deoksiribonükleik asitteki (DNA) D - deoksiriboz , eksik oksijen atomu nedeniyle C2 atomunda bundan sadece farklılık gösterir . Riboz ayrıca insan organizmasındaki diğer monosakkaritlerden pentoz fosfat döngüsü yoluyla sentezlenebilir.
Etimoloji ve İzolasyon
Ünlü kimyager Emil Fischer , beş karbon atomundan oluşan karbonhidrat ksiloz ve arabinoza ek olarak, riboz adını verdiği başka bir izomer ( epimer ) olması gerektiğini fark etti. Bu, Arabinose isminin ters harflerinden oluşan yapay bir isimdir. ABD'den Fischer'in Berlin enstitüsüne gelen araştırmacı Phoebus Levene , o zamanlar öngöremediği geleceğe giden bir yolun rotasını belirledi: fırın mayasından "maya nükleik asidi" ni hidrolize etti ve bir riboz elde etti. bir D , D , D konfigürasyonu. Sonuç, 1909'da Alman Kimya Derneği'nin raporlarında açıklandı .
Levene ve WA Jacobs tarafından yapılan diğer araştırmalar, şeker ribozunun heterosiklik bazlara, örn. B. adenin, bağlandı, d. H. bir nükleosit olarak mevcuttu. Yukarıda tarif edildiği gibi, fosfat grupları (nükleotidler) nükleositlere bağlanır.
Bununla birlikte, Levene'nin işlemi büyük miktarlarda riboz üretmek için çok pahalıydı. Hellmut Bredereck , hidroliz için tatlı bademlerden bir enzim kullanarak gelişmiş yöntemler geliştirdi. Bu şekilde reaksiyon sıcaklığı düşürülebilir.
Sentezler
Geçici olarak daha önce D -riboz oldu Oskar Piloty tarafından kısmi sentezinin , aşağıdakilerden oluşan gruptan başlayarak arap zamkı, hidrolizi ile elde edilebilen L -arabinose birinci (1891) L -riboz elde edilmiştir. Bu amaçla, aldozun aldehit grubu, brom suyu ile karboksilik aside ( L- arabonik asit, L- arabik asit) oksitlendi. Sulu çözelti içinde zayıf baz piridin ile ısıtıldıktan sonra , C2 atomunda epimerizasyon meydana geldi , i. H. L- karboksilik asit ile denge halinde , L- ribonik asit oluşmuştur. Bu çökelti ayrılmış ve siklize etmek lakton son adımda edildi, indirgenmiş için L- riboz kullanılarak sodyum amalgam . Willem Alberda van Ekenstein ve Jan Johannes Blanksma , sodyum amalgam ile indirgeme sonrasında L- ribozun saflaştırılmasını geliştirdi . Ucuz D- glikozun bozunmasıyla D- arabinozun da erişilebilir hale gelmesinden sonra , van Ekenstein ve Blanksma da Fischer-Piloty yöntemini kullanarak D- riboz üretti .
Bu karbonhidratların aydınlatılması sırasında kullanılan Fischer projeksiyon formülleri, mekansal yapı hakkında herhangi bir izlenim bırakmaz. Bu nedenle, laktonların perspektif iskelet formülleri dahil edilmiştir.
1898 yılında Otto Ruff dönüştürmek için ikinci bir yöntem yayınlanmış D - glukonik asit içine D arabinoz (- Ruff bozunma ). Karboksilik asidin (kalsiyum D- glukonat) kalsiyum tuzu , demir tuzlarının varlığında hidrojen peroksit ile oksidatif olarak dekarboksilatlandı.
D epimerinin sentezinde önemli bir gelişme , kalsiyum karbonat ilave edilerek anotta D arabinozun elektrokimyasal oksidasyonuydu . D -arboxylic asit kalsiyum tuzu olarak izole edilir ve işlenebilir.
Paul Karrer ve arkadaşları bu reaksiyon adımlarını bir laktoflavin sentezi için kullandılar .
Daha yakın zamanlarda, "doğal olmayan" L- riboz da yeniden odak noktasına geldi; Bu pentozlu türevler, aktif farmasötik bileşenlerin geliştirilmesi için ilgi çekici olabilir. Örneğin, L- riboz biyoteknoloji yoluyla L- arabinozdan üretilebilir (Piloty'nin senteziyle karşılaştırınız, yukarıya bakınız).
özellikleri
Riboz, erime noktası 90–95 ° C olan renksiz bir katıdır ve suda çözünür.
D- ribose anayasası ve yapıları zahmetli bir şekilde hazırlandı. Bileşiğin kristal yapı analizi sadece 2010 yılında rapor edildi. X-ışını kırınımı ve NMR spektroskopik deneyleri, kristalin D-ribozdaki moleküllerin bir hemiasetal oluşturduğu ve bir piranoz formunda altı üyeli bir halka olarak mevcut olduğu sonucuna ulaştı . Kristalde farklı oranlarda bulunan α- D- ribopiranoz ve β- D- ribopiranoz olmak üzere iki izomerik form vardır .
Suda çözüldüğünde riboz kısmen piranoz yapısını korur; ek olarak, uzun zamandır bilindiği gibi, kimyasal bir dengede beş halka oluşur, yani. H. Furanozlar oluştu. Her iki durumda da, α- ve β- anomerik formlar mümkündür.
31 ° C'de, D- riboz molekülünün% 58,5'i β- D- piranoidlerde,% 21,5 α- D- piranoidlerde ve% 13,5- D -furanoidlerde,% 6,5 α- D'de bulunur. furanoid ve açık zincir formunda% 0.05. -Piranoz formu bu nedenle sulu çözeltide en yaygın olanıdır, çünkü dört hidroksil grubundan üçü ekvator düzleminde yer almaktadır.
| D- Ribose yazımları | ||
|---|---|---|
| Kama formülü | Haworth notasyonu | |
|
 α- D -ribofuranose |
 β- D -ribofuranose |
 α- D- ribopiranoz |
 β- D- ribopiranoz |
|
Biyolojik önemi ve biyosentez
C5-OH'de fosforik asit ile esterlenen D- riboz, riboz-5-fosfat olarak karbonhidrat metabolizmasının bir üyesidir. Biyosentezi çeşitli şekillerde gerçekleşir. Bir ön-madde olan ribuloz-5-fosfat , başka bir şeydir gliseraldehid-3-fosfat- C ile genişletilir, 2 bir fragmana transketolaz reaksiyonu Cı oluşturmak üzere 5 şeker fosfat.
Riboz, nükleositlerin ve nükleotitlerin bir yapı taşıdır . Ribosil nükleosit fosfatlar, örneğin adenosin difosfat (ADP) ve adenozin trifosfat (ATP) gibi biyolojik enerji taşıyıcıları olarak hücrelerin metabolizmasında önemli bir rol oynar . Hücre içindeki hormonal ve sinir sinyallerinin etkisi, ikincil bir haberci madde olarak görev yapan siklik adenozin monofosfat (cAMP) ile artırılabilir .
Yıldızlararası oluşum
2019'da göktaşlarında riboz tespit edildi. Bu karbonhidrat dünyadaki yaşam için gerekli olduğundan, bu bulgu bir kez daha kimyasal evrim sorusunu gündeme getiriyor , yani. H. gezegenimizde prebiyotik "yaşam" ın nasıl evrildiğini.
kanıt
Riboz, Bial reaktifi ( konsantre hidroklorik asit içinde bir orcin ve demir (III) klorür çözeltisi) ile tespit edilebilir . Bial reaktifi karbonhidrata eklendikten ve ısıtıldıktan sonra yeşil-mavi renk değişirse test pozitiftir.
İnternet linkleri
Bireysel kanıt
- ↑ bir b c d e f için Girdi bir CAS. 50-69-1 içinde bir GESTIS madde veritabanı IFA , 11 Eylül 2014 tarihinde erişti. (JavaScript gerekli)
- ^ PA Levene, WA Jacobs. Alman Kimya Derneği Raporları, cilt 1909, cilt 42, 1201.
- ↑ Hellmut Bredereck: Maya nükleik asidinin enzimatik hidrolizi ile nükleositlerin temsili; aynı zamanda d-ribozun temsiline bir katkı. In: Alman Kimya Derneği Raporları. 1938, Cilt 71, 408 doğumlu. Https://doi.org/10.1002/cber.19380710237
- ↑ Hellmut Bredereck, Martin Köthnig, Eva Berger: d-Ribose hakkında (kristalize bir anhidroribozun temsili) , In: Reports of the German Chemical Society. 1940, Cilt 73, 956. https://doi.org/10.1002/cber.19400730906
- ^ W. Alberda van Ekenstein, J. Blanksma: Kristalize l-riboz hakkında. Chemisch Weekblad Cilt 6, sayfa 373-375. Henle'nin Chemisches Zentralblatt Jg. 1908, Cilt 2, s. 1584'teki sunumuna göre. Https://delibra.bg.polsl.pl/dlibra/publication/38191/edition/34381/content?ref=struct , erişildi 19 Ekim 2020.
- ^ W. Alberda van Ekenstein, J. Blanksma: d-Ribose Hakkında. İçinde: Chemisch Weekblad Cilt 10, s. 664. Chemisches Zentralblatt Jg. 1913, Cilt 2, s. 1562'de Schönfeld tarafından hazırlanan rapora dayanmaktadır. Https://delibra.bg.polsl.pl/dlibra/publication/18297 / edition / 17223 / content? ref = struct , 19 Ekim 2020'de erişildi.
- ↑ Otto Ruff: d-glukonik asidin d-arabinoza dönüşümü hakkında , In: Reports of the German Chemical Society, Jg. 1898, Cilt 31, s. 1573. https://doi.org/10.1002/cber. 18980310250
- ^ Marguerite Steiger, Helvetica chimica Açta. Cilt 19, sayfa 189. İnternetten erişilebilen dijital tez çalışmasında deneysel detaylar ayrıntılı olarak anlatılıyor. https://www.research-collection.ethz.ch/bitstream/handle/20.500.11850/133644/1/eth-20781-01.pdf
- ↑ Paul Karrer, B. Becker, F. Benz, P. Frei, H. Salomon, K. Schopp, laktoflavinlerin sentezi üzerine . İçinde: Helvetica Chimica Açta. 1935, Cilt 18, s. 1435-1448. DOI: 10.1002 / hlca.193501801196
- ↑ M. Helanto, K. Kiviharju, T. Granström, M. Leisola, A. Nyyssölä: l-arabinozdan l- ribozun biyoteknolojik üretimi . Applied Microbiology and Biotechnology Cilt 2009, Cilt 83, sayfa 77-83.
- ↑ Dubravka Šišak, LB McCusker, G. Zandomeneghi, BH Meier, D. Bläser, R. Boese, WB Schweizer, R. Gylmour, JD Dunitz. Geç olsun güç olmasın! Sayısız biyomolekülde görülen D- ribozun furanoz formu kristalin bileşikte oluşmaz . Angewandte Chemie, Cilt 2010, Cilt 122, 4605; Angewandte Chemie International Edition, Cilt 2010, Cilt 49, 4503. https://doi.org/10.1002/anie.201001266
- ↑ Stephen J. Angyal: Çözeltide Şekeri Azaltmanın Bileşimi. İçinde: Karbonhidrat Kimyası ve Biyokimyadaki Gelişmeler . 1984, Cilt 42, s. 15-68, doi : 10.1016 / S0065-2318 (08) 60122-5 .
- ↑ Peter Karlson ve diğerleri, Tıp ve doğa bilimcileri için kısa biyokimya ders kitabı, 13. baskı, 1988, s. 218-230, Thieme, Stuttgart, New York.
- ↑ Yoshihiro Furukawa, Yoshito Chikaraishi, Naohiko Ohkouchi, O. Ogawa, Daniel P. Glavin, Jason P.Dworkin, Chiaki Abe, Tomoki Nakamura: Dünya dışı riboz ve ilkel meteorlarda diğer şekerler, İçinde: PNAS Cilt 2019, Cilt 116, Pp. 24440-24445; https://www.pnas.org/content/116/49/24440