Gliceraldeído: estrutura, características, funções - Ciência - 2023

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o gliceraldeído é o único monossacarídeo de três carbonos, sendo a única triose. Também é uma aldotriose porque tem um grupo aldeído. A palavra gliceraldeído vem da combinação de glicerina e aldeído. Isso ocorre porque o gliceraldeído é semelhante à glicerina, mas o carbono um (C-1) é um aldeído.

A síntese química do gliceraldeído é realizada por diferentes métodos, por exemplo, usando enzimas. O gliceraldeído é uma molécula bastante reativa, sendo capaz de formar ligações cruzadas entre proteínas.

Estrutura

O gliceraldeído possui um centro assimétrico ou quiral (o átomo de carbono 2, C-2). Ele forma dois enantiômeros D (destro) e L (canhoto), que giram o plano da luz polarizada em direções opostas: o D-gliceraldeído o vira para a direita e o L-gliceraldeído para a esquerda.

A rotação óptica específica do D-gliceraldeído, a 25 ºC, é de + 8,7º, e a rotação óptica específica do D-gliceraldeído, a 25 ºC, é de -8,7º. O D-gliceraldeído é freqüentemente encontrado na natureza, principalmente como gliceraldeído 3-fosfato.

A configuração L-gliceraldeído é usada como uma referência padrão para carboidratos. D-açúcares abundam em moléculas biológicas. O átomo de carbono 3 (C-3) do gliceraldeído é um grupo hidroximetileno (-CH₂OH).

Caracteristicas

Os cristais de gliceraldeído são incolores e possuem um sabor adocicado. A fórmula empírica para este açúcar é C₃H₆OU₃ e seu peso molecular é 90 g / mol.

Em solução aquosa, o DL-gliceraldeído está presente principalmente como aldeidrol, que é uma forma hidratada do aldeído. O DL-gliceraldeído cristalino é dimérico.

A análise de cristais de gliceraldeído por raios X mostrou que eles possuem anéis de 1,4-dioxano com todos os substituintes na orientação equatorial.

Em solução aquosa, o gliceraldeído sofre autoxidação gerando radicais livres 1-hidroxialquil e intermediários redutores de dioxigênio, como superóxido, peróxido de hidrogênio e radicais hidroaxiais. Isso está associado ao rápido consumo de oxigênio.

A taxa de consumo de oxigênio diminui lentamente na presença de superóxido dismutase. Isso sugere que há formação de superóxido durante a autoxidação do gliceraldeído. A etapa limitante da autoxidação de gliceraldeído é a taxa de enolização de gliceraldeído

A síntese do D-gliceraldeído é catalisada por aminoácidos primários e secundários, sendo favorecida em baixos valores de pH (3 a 4).

Características

Em ligações cruzadas entre proteínas

A interação proteína-proteína é um mecanismo molecular de múltiplos processos biológicos complexos. Essas interações podem ser transitórias, podem ser a interação de proteínas em uma via metabólica ou a tradução do sinal.

As ligações cruzadas químicas são um método direto para identificar interações proteína-proteína transitórias e estáveis.

A técnica de reticulação entre proteínas consiste na formação de ligações covalentes, para as quais são utilizados agentes que possuem grupos reativos bifuncionais que reagem com os grupos amino e sulfidrila dos resíduos de aminoácidos das proteínas.

Especificamente, os agentes reagem com grupos amino primários (como o épsilon-amino de resíduos de lisina) e formam reticulações tanto dentro de uma subunidade de proteína quanto entre subunidades de proteína.

Existe uma grande variedade de agentes de reticulação disponíveis comercialmente. Embora o gliceraldeído seja um agente de reticulação, existem outros agentes mais populares, como o glutaraldeído. Isso ocorre porque o glutaraldeído mantém a rigidez estrutural da proteína, que é um requisito importante em muitos estudos.

Outros agentes populares são os imidoésteres homobifuncionais, que variam no comprimento do braço espaçador entre seus grupos reativos. Alguns exemplos de imidoésteres são apimidato de dimetila (DMA), suberimidato de dimetila (DMS) e pimilimidato de dimetila (DMP).

Nas ligações cruzadas entre microesferas de gelatina

As microesferas de gelatina têm o potencial de servir para liberação controlada de drogas. Isso ocorre porque essas microesferas não são tóxicas e seus produtos são facilmente excretados. No entanto, a gelatina é um polímero solúvel, por isso deve ser quimicamente modificado para servir como um sistema de liberação de drogas.

O D, L-gliceraldeído pode ser considerado um agente de reticulação não tóxico (a dose letal, LD50 i.p. em ratos é de 2.000 mg / kg). Além disso, no corpo humano, o D-gliceraldeído é fosforilado pela triose quinase. Desta forma, o gliceraldeído 3-fosfato é formado e entra na glicólise.

O tratamento de microesferas de gelatina com D, L-gliceraldeído por 24 horas produz microesferas com um número reduzido de resíduos de aminoácidos de lisina livres. Portanto, foi avaliada a capacidade das microesferas de prolongar, por exemplo, o efeito do cloridrato de clodinina, que é anti-hipertensivo.

As microesferas foram administradas por injeção subcutânea a cobaias e ratos albinos. Após a injeção, a pressão arterial sistólica diminuiu por duas horas, posteriormente recuperando seu valor basal. Os tecidos do local da injeção foram analisados e não foram encontradas microesferas, embora tenha sido observada inflamação.

Em reações pré-bióticas

Em condições pré-bióticas - como as assumidas pela Terra primitiva - o formaldeído poderia ter servido para a síntese do gliceraldeído, um intermediário químico envolvido nos processos químicos que poderiam ter originado a vida.

A hipótese anterior baseia-se no fato de que tanto a glicólise quanto a fotossíntese têm o gliceraldeído 3-fosfato como intermediário metabólico.

Foi proposto um modelo químico que explica a biossíntese do gliceraldeído a partir do formaldeído por uma via cíclica. A síntese do gliceraldeído ocorre pela adição de formaldeído a uma triose (gliceraldeído ↔ dihidroxiacetona) para produzir uma tetrose (cetotetrose ↔ aldotetrose), produzindo glicoaldeído, um precursor do gliceraldeído.

A adição de formaldeído ao glicoaldeído completa o ciclo. A síntese de duas moléculas de triose ocorre a partir de seis moléculas de formaldeído.

Em geral, acredita-se que a síntese prebiótica de açúcares esteja envolvida na reação de Formosa, na qual o formaldeído na presença de uma pequena quantidade de glicoaldeído é convertido em açúcares por reações de condensação aldólica.

Foi proposto que a oxidação prebiótica de açúcares (glicoaldeído, trioses, tetroses) produziu poli-hidroxiácidos que atuam como substâncias autocatalíticas.

A conversão do gliceraldeído em ácido láctico e ácido glicérico, óxido dependente do hidróxido de ferro, sugere que os oligoésteres desses hidroxiácidos ocorreram na superfície desse material.

Referências

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