Oxalättiksyra

Oxalättiksyra
Strukturformel
Molekylmodell
Systematiskt namn2-Oxobutandisyra
Kemisk formelC4H2O3(OH)2
Molmassa132,0716 g/mol
UtseendeVita eller blekt gula kristaller
CAS-nummer328-42-7
SMILESC(C(=O)C(=O)O)C(=O)O
Egenskaper
Löslighet (vatten)Löslig
Smältpunkt161 °C (sönderfaller)
Faror
Huvudfara
Frätande Frätande
SI-enheter & STP används om ej annat angivits
Oxalättiksyra och α-ketoglutarsyra bildar viktiga länkar mellan metabolismen av kolhydrater (genom citronsyracykeln) och proteiner (genom aminosyrorna).[1]

Oxalättiksyra[2][3] är en dikarboxylsyra och keton. Den förekommer hos alla levande organismer och är en viktig del i cellernas ämnesomsättning[4], då den på samma gång är både slutprodukten och en del av starten i citronsyracykeln. Den bildar vidare en viktig länk mellan metabolismen av kolhydrater, genom rollen i citronsyracykeln, och proteiner, genom att den kan transamineras till asparaginsyra. Den förekommer även i glyoxylatcykeln och är ett viktigt mellanled i glukoneogenesen[1].

Oxalättiksyrans salter och anjoner kallas oxalacetat.

Roll i citronsyracykeln

I citronsyracykeln[5] bildas oxalättiksyra genom oxidation av äppelsyra (och reduktion av NAD+) enligt:[6]

äppelsyra + NAD+ → oxalättiksyra + NADH + H+

Reaktionen katalyseras av enzymet malatdehydrogenas.

Oxalättiksyran förbrukas sedan genom att den reagerar med acetyl-koenzym A och bildar citronsyra.[7]

oxalättiksyra + acetyl-CoA + H2O → citronsyra + CoA

Det enzym som katalyserar denna kondensation är citratsyntas.[8]

Dessa båda reaktioner ingår också i glyoxylatcykeln.[9]

Andra reaktioner

Pyrodruvsyra ⇌ {\displaystyle \rightleftharpoons } oxalättiksyra

Biosyntes av oxalättiksyra kan även ske från pyrodruvsyra, vätekarbonat och ATP, vilket kan ske i två steg via fosfoenolpyrodruvsyra (PEP):

Steg 1:[10] pyrodruvsyra + ATP ⇌ {\displaystyle \rightleftharpoons } fosfoenolpyrodruvsyra + ADP
Steg 2:[11] fosfoenolpyrodruvsyra + HCO3- + H+ → oxalättiksyra + Pi
Summa: pyrodruvsyra + HCO3- + H+ + ATP → oxalättiksyra + ADP + Pi

Steg 1 katalyseras av pyruvatkinas och steg 2 av fosfoenolpyruvatkarboxylas. Hela processen kan också ske i ett steg katalyserat av pyruvatkarboxylas[12] som aktiveras vid överskott av acetyl-CoA (vilket signalerar brist på oxalättiksyra).[1]

Steg 2 är det "inledande" steget i C4-cykeln, medan nedanstående "modifikation" av steg 1 (katalyserad av pyruvatfosfatdikinas) "avslutar" densamma:[13]

pyrodruvsyra + ATP + Pi → fosfoenolpyrodruvsyra + AMP + PPi

En "omvändning" av steg 2 ovan (en syntes av fosfoenolpyrodruvsyra från oxalättiksyra) kan också ske under katalys av fosfoenolpyruvatkarboxikinas (PEPCK) och konsumtion av ATP:[14]

oxalättiksyra + ATP → fosfoenolpyrodruvsyra + ADP + CO2

varefter man kan få pyrodruvsyra genom jämvikten i steg 1.

I glukoneogenesen hos växter, svampar, olika typer av alger, många bakterier med flera[15] sker syntesen av fosfoenolpyrodruvsyra från oxalättiksyra enligt ovan, men djur (och vissa bakterier) har en variant av PEPCK som i stället för ATP förbrukar GTP[16] på samma sätt, det vill säga:[17][18]

oxalättiksyra + GTP → fosfoenolpyrodruvsyra + GDP + CO2

Transaminering

Oxalättiksyra kan även produceras/konsumeras vid transaminering enligt:

asparaginsyra + α-ketoglutarsyra ⇌ {\displaystyle \rightleftharpoons } oxalättiksyra + glutaminsyra.[19]

Denna reaktion bildar en viktig länk mellan kolhydrat- och proteinmetabolismerna och den ingår också i C4-cykeln (i vänsterriktning)[20].

Oxalättiksyra från citronsyra

Under katalys av enzymet ATP-citrat(pro-S)-lyas kan oxalättiksyra bildas från citronsyra (således omvänt mot i citronsyracykeln), vilket är ett viktigt steg i fettsyrabiosyntesen.[21], enligt:[22]

citronsyra + ATP + CoA → oxalättiksyra + acetyl-CoA + ADP + Pi

Referenser

  1. ^ [a b c] Gerhard Heldmaier & Gerhard Neuweiler, 2013, Vergleichende Tierphysiologie, sid. 30. ISBN 9783642189500.
  2. ^ Oxalättiksyra och oxalacetat i Nationalencyklopedin.
  3. ^ Oxalacetic acid och oxalacetate på PubChem.
  4. ^ Oxalacetic acid på Trypanocyc.
  5. ^ MetaCyc Pathway: TCA cycle I (prokaryotic), MetaCyc Pathway: TCA cycle II (plants and fungi) och MetaCyc Pathway: TCA cycle III (animals) på Trypanocyc.
  6. ^ MetaCyc Reaction: 1.1.1.37 på Trypanocyc.
  7. ^ MetaCyc Reaction: 2.3.3.1/2.3.3.16 på Trypanocyc.
  8. ^ Citrate synthase på Trypanocyc.
  9. ^ MetaCyc Pathway: glyoxylate cycle på Trypanocyc.
  10. ^ MetaCyc Reaction: 2.7.1.40 på Trypanocyc.
  11. ^ MetaCyc Reaction: 4.1.1.31 på Trypanocyc.
  12. ^ MetaCyc Reaction: 6.4.1.1 på Trypanocyc.
  13. ^ MetaCyc Reaction: 2.7.9.1 och MetaCyc Pathway: C4 photosynthetic carbon assimilation cycle, NAD-ME type på Trypanocyc.
  14. ^ MetaCyc Reaction: 4.1.1.49 på Trypanocyc.
  15. ^ MetaCyc Pathway: gluconeogenesis I på Trypanocyc.
  16. ^ Agepati S. Raghavendra, Rowan F. Sage, 2010, C4 Photosynthesis and Related CO2 Concentrating Mechanisms, sid. 290. ISBN 9789048194070.
  17. ^ MetaCyc Reaction: 4.1.1.32 på Trypanocyc.
  18. ^ MetaCyc Pathway: gluconeogenesis III på Trypanocyc.
  19. ^ MetaCyc Reaction: 2.6.1.1 på Trypanocyc.
  20. ^ MetaCyc Pathway: C4 photosynthetic carbon assimilation cycle, NAD-ME type på Trypanocyc.
  21. ^ ATP Citrate (pro-S)-Lyase i Svensk MeSH.
  22. ^ MetaCyc Reaction: 2.3.3.8 på Trypanocyc.

Se även