Ribulosio: sintesi, struttura

Il ribulosio è un monosaccaride che contiene cinque atomi di carbonio e un gruppo chetonico ed è pertanto un chetopentoso.
Ha formula C₅H₁₀O₅ e, presentando due atomi di carbonio chirali in posizione 3 e 4, si presenta sotto forma di due enantiomeri D ed L.

Il D-ribulosio è il diastereomero del D-xilulosio.
Si differenzia dal ribosio che è un suo isomero, a causa del fatto che il ribosio è un aldopentoso.

Le strutture dei due enantiomeri sono rappresentate in figura

Nella forma l è presente nel Daphnia pulex, piccolo crostaceo cladocero planctonico, appartenente al genere Daphnia.

Il d-ribulosio è un prodotto naturale che si trova in specie batteriche del genere Streptomyces

Sintesi del ribulosio

Nella forma L è ottenuto dall’L-arabinosio grazie all’enzima L-arabinosio isomerasi che appartiene alla famiglia delle isomerasi e catalizza la reazione chimica

Ribulosio 5-fosfato

Tra i derivati vi è il ribulosio 5-fosfato che è uno dei prodotti finali della via dei pentoso fosfati e un intermedio nel ciclo di Calvin.

Nella fase ossidativa della via dei pentoso fosfati due molecole di NADP⁺ sono ridotte a NADPH e il glucosio 6-fosfato dà luogo alla formazione di questo composto che si trasforma nell’ 1,5-bisfosfato grazie all’azione dell’enzima fosforibulochinasi appartenente alla classe delle transferasi

RuBisCO

Una sostanza particolarmente importante è il ribulosio 1,5-bisfosfato carbossilasi ossigenasi (RuBisCO) che è l’enzima più abbondante al mondo. Il termine fu coniato da  da David Eisenberg nel 1979 in un seminario in onore del pensionamento del primo e importante ricercatore di RuBisCO, Sam Wildman , e alludeva anche al nome commerciale di snack ” Nabisco ” in riferimento ai tentativi di Wildman di creare un integratore proteico commestibile dalle foglie di tabacco.

A causa del suo ruolo chiave nel metabolismo della fissazione del carbonio, si trova in quasi tutti gli organismi autotrofi come le piante. Può, però, trovarsi anche nei cianobatteri e nei batteri fotosintetici ad alte concentrazioni. Prende parte al ciclo di Calvin che avviene nello stroma del cloroplasto e che utilizza ATP e NADPH provenienti dalla fase luminosa per sintetizzare glucosio.

Questo ciclo costituisce la fase oscura della fotosintesi clorofilliana in cui una molecola di CO₂ è fissata al ribulosio-1,5-bisfosfato che è un doppio estere fosfato del ribulosio.

Il RuBisCO è quindi responsabile  dell’incorporazione di anidride carbonica inorganica per formare molecole organiche.