テトロース

有機化学において、テトロースは4つの炭素原子を持つ単糖類である。テトロースは1番目の位置にアルデヒド（−CH=O）官能基を持つ（アルドテトロース）、または2番目の位置にケトン（>C=O）基を持つ（ケトテトロース）。^[1]^[2]

D -エリスロース
D -トレオース
D -エリスルロース

アルドテトロースには 2 つのキラル中心(不斉炭素原子) があるため、4 つの異なる立体異性体が考えられます。天然に存在する立体異性体は 2 つあり、エリスロースとトレオースのエナンチオマーはD配置を持ちますが、Lエナンチオマーは持ちません。ケトテトロースには 1 つのキラル中心があるため、2 つの立体異性体、エリスロース( L型とD型) が考えられます。この場合も、天然に存在するのはDエナンチオマーのみです。

生物学的機能

自然界でテトロース糖が利用される方法はいくつか知られています。代謝経路で見られるものもあれば、特定の酵素に影響を及ぼすことが知られているものもあります。

ペントースリン酸経路の中間体

テトロースが関与する代謝経路の1つは、ペントースリン酸経路です。^[3]ペントースリン酸経路には、酸化段階と非酸化段階があります。^[4]テトロース糖であるD-エリスロースは、非酸化段階で利用され、D-リブロース5-リン酸が6炭素糖（フルクトース6-リン酸）と3炭素糖（グリセルアルデヒド3-リン酸）に生成されます。^[4]これらの分子は両方とも、体の他の場所で使用できます。

D-エリスロース4-リン酸は、トランスアルドレーションと呼ばれる反応の生成物として生成されます。^[5]^{ペントースリン}酸経路では、トランスアルドラーゼがセドヘプツロース7-リン酸の最初の3つの炭素分子を除去し、グリセルアルデヒド3-リン酸に配置します。 [4]トランスアルドラーゼは、そのメカニズムでシッフ塩基を使用して逆アルドール反応と正アルドール反応を実行し、エリスロース4-リン酸とフルクトース6-リン酸を生成します。^[4]エリスロース4-リン酸は、経路の最後の非酸化ステップで使用されるため、ペントースリン酸経路の重要な中間体です。

この経路の最後の非酸化ステップはトランスケトラーゼ反応です。トランスケトラーゼはチアミンピロリン酸、またはTPP補因子を利用して、カルボニルの炭素とアルファ炭素の間の不利な結合を切断します。^[4] TPPはキシルロース5-リン酸分子を攻撃し、C2（カルボニル炭素）とC3（アルファ炭素）間の結合の切断を促進し、グリセルアルデヒド3-リン酸が放出されます。^[4]次に、C2はエリスロース4-リン酸を攻撃し、フルクトース6-リン酸を形成します。^[4]この反応の生成物は両方とも糖新生経路に入り、グルコースを再生することができます。

酵素阻害剤

テトロース二リン酸分子、D-トレオース2,4-二リン酸は、グリセルアルデヒド3-リン酸脱水素酵素の阻害剤であることが発見されました。^{[3]グリセルアルデヒド3-リン酸脱水素酵素は、}解糖経路で使用される6番目の酵素であり、その機能はグリセルアルデヒド3-リン酸を1,3-ビスホスホグリセリン酸に変換することです。^[6]このテトロース二リン酸分子は、活性部位で酵素に結合して酵素を酸化するため、G3P脱水素酵素の触媒作用を阻害します。^[7]テトロース二リン酸が酵素に結合すると、酵素の活性部位がブロックされるため、 G3Pの加リン酸分解は起こりません。基質であるG3Pに勝ち、G3P脱水素酵素の機能をブロックするには、高濃度のテトロース二リン酸を使用する必要があります。グリセルアルデヒド3-リン酸脱水素酵素の機能が失われると、解糖は進行できません。^[6]

D-エリスロース4-リン酸はホスホグルコースイソメラーゼの阻害剤であることが判明した。^[8]ホスホグルコースイソメラーゼは解糖経路の2番目の酵素であり、その役割はグルコース6-リン酸をフルクトース6-リン酸に変換することである。^[6]

どちらの場合も、テトロースは解糖経路の酵素の阻害剤となり、解糖経路の進行を妨げます。

参考文献

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