TETROSES: CARACTERÍSTICAS, ERITROSE, SÍNTESE, DERIVADOS - BIOLOGIA - 2024

Os tetroses são monossacáridos quatro átomos de carbono, com a fórmula empírica C ₄ H ₈ O ₄. Existem dois tipos de tetroses: aldoses (têm um grupo aldeído terminal, carbono 1 ou C-1) e cetoses (têm um grupo cetona no carbono 2, C-2).

As tetroses não foram encontradas como produtos naturais, mas podem ser encontradas em sua forma reduzida, como o eritritol, que é um tetrahidroxialcool. Nos líquenes, o eritritol é sintetizado por descarboxilação do ácido D-arabônico.

Fonte: Ed (Edgar181)

Treoses não são uma parte estrutural dos seres vivos. No entanto, as treoses, como a eritrose, são encontradas nas vias metabólicas.

Caracteristicas

Em aldotetroses, existem dois átomos de carbono quirais, C-2 e C-3, e carbono 6 (C-6). Enquanto na cetotetrose há apenas um átomo de carbono quiral, o carbono 3 (C-3).

Açúcares, como a tetrose, com a configuração D são mais abundantes do que os açúcares com a configuração L.

Existem duas aldotetrose com a configuração D (D-eritrose e D-treose), e uma cetotetrose com a configuração D (D-eritrulose).

As projeções de Fischer são feitas orientando a molécula em uma conformação eclipsada com um grupo aldeído acima. Os quatro átomos de carbono definem a cadeia principal da projeção, sendo dispostos verticalmente. Os links horizontais apontam para fora e os links verticais apontam para trás.

Ao contrário dos monossacarídeos que possuem cinco ou mais carbonos, que sofrem reações intramoleculares para formar hemiacetais e hemicetais, as tetroses não podem formar estruturas cíclicas.

Eritrose no metabolismo

A eritrose é a única tetrose encontrada no metabolismo de muitos organismos. As vias metabólicas em que se encontra são:

- Via da pentose fosfato

- Ciclo de Calvin

- Vias de biossíntese de aminoácidos essenciais e aromáticos.

Em todas essas vias metabólicas, a eritrose participa como um éster de fosfato, a eritrose 4-fosfato. O papel da eritrose 4-fosfato nessas vias é descrito abaixo.

Eritrose na via da pentose fosfato e no ciclo de Calvin

Ambas as vias metabólicas têm em comum a biossíntese de eritrose 4-fosfato com a participação das enzimas transcetolase e transaldolase.

Ambas as enzimas catalisam a transferência de um pequeno fragmento de carbono de uma cetose do doador para uma aldose aceitadora para produzir uma nova aldose de cadeia mais curta e uma cetose de cadeia mais longa.

Na via da pentose fosfato, a biossíntese de eritrose-4-fosfato ocorre a partir de dois substratos, sedoheptulose 7-fosfato, uma cetoheptose e gliceraldeído 3-fosfato, uma aldotriose, que são convertidos em eritrose 4- fosfato, uma aldotetrose e frutose 6-fosfato, uma cetohexose, por catálise de uma transaldolase.

No ciclo de Calvin, a biossíntese de eritrose-4-fosfato ocorre a partir de dois substratos, frutose 6-fosfato, uma cetohexose e gliceraldeído 3-fosfato, bem como uma aldotriose. Estes são convertidos em eritrose 4-fosfato, uma aldotetrose, e xilulose 5-fosfato, uma cetopentose, por catálise de uma transcetolase.

A biossíntese de eritrose 4-fosfato na via da pentose fosfato visa a biossíntese de gliceraldeído 3-fosfato e frutose 6-fosfato, que pode continuar pela via gliconeogênica e pela via da pentose fosfato. A biossíntese da eritrose 4-fosfato no ciclo de Calvin permite a substituição da ribulose 1,5 bifosfato para reiniciar o ciclo com a fixação de CO ₂.

Eritrose: biossíntese de aminoácidos essenciais e aromáticos

Em bactérias, fungos e plantas, a biossíntese dos aminoácidos aromáticos fenilalanina, tirosina e triptofano começa com os precursores fosfoenolpiruvato e eritrose 4-fosfato. Esses precursores são convertidos primeiro em chiquimato e depois em corismato, uma sequência de sete etapas catalisada por enzimas.

Do corismato há uma bifurcação. Por um lado, uma via culmina na biossíntese do triptofano, por outro, o corismato produz tirosina e fenilalanina.

Como a biossíntese de aminoácidos aromáticos ocorre apenas em plantas e microrganismos, essa via é alvo de herbicidas, como o glifosato, que é o ingrediente ativo do RoundUp. Este último é um produto comercial da Monsanto, que atualmente pertence à empresa Bayer.

O glifosato é um inibidor competitivo do fosfoenolpiruvato na reação de 5-enolpiruvilchiquimato 3-fosfato sintase (EPSP).

O eritritol é um derivado da eritrose

O eritritol é a forma reduzida de eritrose e compartilha características funcionais com outros polióis, como estabilidade relativa em ambientes ácidos e alcalinos, alta estabilidade ao calor, sabor semelhante à sacarose (baixo teor calórico), não possuindo potencial carcinogênico, entre outros recursos.

O eritritol é capaz de suprimir bactérias nocivas e reduzir a placa dentária. Ao contrário de outros polióis, incluindo o sorbitol e o xilitol, o eritritol é rapidamente absorvido do intestino delgado, não é metabolizado e é excretado na urina. O consumo frequente de eritritol reduz a incidência de cáries e restaura a superfície dentária.

Estudos sobre eritritol, xilitol e sorbitol mostraram que esses açúcares diferem em sua eficácia contra as cáries. O xilitol e o sorbitol são menos eficazes na prevenção da cárie dentária e da doença periodontal.

Síntese prebiótica de tetroses

A síntese de monossacarídeos no mundo pré-biótico deve ter desempenhado um papel essencial na origem da vida, uma vez que esses compostos são fontes de energia e componentes de outras biomoléculas.

O formaldeído (CH ₂ = O), o carboidrato mais simples, está entre os mais abundantes das aproximadamente 140 moléculas interestelares conhecidas. Na atmosfera da Terra Primitiva, ele foi gerado pela ação da radiação ionizante, luz ultravioleta e descargas elétricas nas moléculas de metano, amônia e água.

O formaldeído teria precipitado da atmosfera, juntando-se às correntes de água quente (60-80 ° C) que teriam erodido as rochas da Terra, carregando íons de cálcio.

Esses íons teriam catalisado uma reação que converte uma molécula de formaldeído e uma molécula de formaldeído protonado (CH ₂ = OH ⁺) em uma de glicolaldeído protonado (HOCH2CH = OH ⁺).

O glicolaldeído protonado teria interagido com o formaldeído para produzir trioses ⁺, que teria interagido novamente com o formaldeído para produzir tetroses ⁺. A repetição desta autocatálise teria produzido monossacarídeos com um número de carbono maior.

As quiralidades de tetrosses e outros monossacarídeos poderiam refletir as quiralidades de aminoácidos presentes no meio aquoso, que também teriam atuado como catalisadores para a formação de monossacarídeos.

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