1,5-二磷酸核酮糖 编辑

五碳糖

1,5-二磷酸核酮糖是一种有机化合物,分子式为C5H12O11P2,是在光合作用中的卡尔文循环里起重要作用的一种五碳糖。

基本信息

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中文名:1,5-二磷酸核酮糖

外文名:Ribulose-1,5-bisphosphate

别名:RuBP

化学式:C5H12O11P2

分子量:310.09

沸点:751.6 ℃

密度:2.0 g/cm³

闪点:408.4 ℃

应用:羧化、还原和再生

基本简介

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植物体内的酶用1,5-二磷酸核酮糖作为底物来固定二氧化碳,生成六碳磷酸盐,这种高度不稳定的中间产物最终分解为两分子的甘油3磷酸。

RuBP键线式RuBP键线式

RuBP 3D 图RuBP 3D 图

主要作用

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Calvin 循环:在电子传递及偶联的磷酸化作用后,产生了高能化合物ATP 和NADPH,但还必须经过碳反应阶段才能将活跃的化学能转换为稳定的化学能,储存在有机物中。而碳素同化的最终目的,就是将大气中的CO2 还原为糖类物质。1946~1953 年,Calvin 和Benson 以小球藻为原料,利用14C 标记物系统地阐明了光合作用碳同化的途径。整个CO2 同化过程可划分为3 个阶段:羧化、还原和再生。由于该反应是循环往复的,所以被称为Calvin 循环。

①羧化阶段:

固定CO2 的是五碳化合物RuBP(1,5-二磷酸核酮糖)。RuBP 先是形成一种烯二醇中间产物,后与CO2 反应生成一不稳定的六碳化合物(2’-羧基-3-酮基-D-阿拉伯醇-1,5-二磷酸)。C-C 键断裂,产生一分子PGA(3-磷酸甘油酸)和一个PGA 碳负离子,再经质子化可得两分子PGA。这个反应是由R ubisco(1,5-二磷酸核酮糖羧化酶)催化的。

②还原阶段:羧化阶段所产生的只是有机酸,其能量还没有达到糖的级别,因此必须借助储存于ATP 和NADPH 的能量。在3-磷酸甘油酸激酶和3-磷酸甘油醛脱氢酶的作用下,PGA 发生如下反应:3-磷酸甘油酸1,3-二磷酸甘油酸甘油醛-3-磷酸部分3-磷酸甘油醛还需转化为6-磷酸果糖。

循环模式图循环模式图

③再生阶段:还原阶段已完成了能量储存,这个阶段是在转酮醇酶和醛缩酶等的作用下完成RuBP 的再生。

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