Charakterystyka, struktura, funkcje Trehalosa

Trehalosa Jest to disacharyd utworzony przez dwie α-D-glukozę, która występuje w wielu owadach, grzybach i mikroorganizmach, ale nie może być syntetyzowany przez kręgowce. Podobnie jak sacharoza, jest to disacharyd nie redukujący, który może tworzyć proste kryształy.

Trehalosa jest węglowodanem o niewielkiej mocy słodzących, bardzo rozpuszczalny w wodzie i używany jako źródło energii i do tworzenia egzoszkieletu chityny u wielu owadów. Jest częścią błon komórkowych kilku owadów i mikroorganizmów, które go syntetyzują.

Reprezentacja Haworth dla Trehalosa (źródło: Fvasconcellos 18:56, 17 kwietnia 2007 r. (UTC) [domena publiczna] za pośrednictwem Wikimedia Commons)

Jest stosowany w przemyśle spożywczym jako stabilizator i krem ​​nawilżający. Jest obecny w soku z trzciny cukrowej jako produkt utworzony po cięciu laski i jest szczególnie stabilny dla ogrzewania i środowiska kwaśnego.

W jelicie ludzkim, z powodu enzymu trehalazy (obecnej w kosmosu jelita cienkiego), trehaloza rozkłada się na glukozę, która jest wchłaniana wraz z sodem. Brak trehalazy powoduje nietolerancję grzybów.

[TOC]

Charakterystyka i struktura

Trehalosa został po raz pierwszy opisany przez Wiggers w 1832 r. Jako nieznany cukier obecny w „Cornez of Centeno” (Claviceps Purpurea), trujący grzyb.

Następnie Berthelot znalazł ją w Capulos z chrząszcza o nazwie Larinus maculata, powszechnie nazywane Trehala. Stamtąd pochodzi nazwa Trehalosa.

Trehaloza (α-D-glukopiranozylo α-D-glukopiranozyd) jest nieredukującym disacharydem, w którym dwie reszty D-glikozy łączą, po jednym, poprzez anomeryczny wodór. Trehalosa jest szeroko rozpowszechniany w roślinach, drożdżach, owadach, grzybach i bakteriach, ale nie można go znaleźć u kręgowców.

Może ci służyć: aldosteron: funkcje, synteza, mechanizm działania

Chityna egzoszkieletu owadów powstaje z UDP-N-acetylo-glukozaminy przez działanie glikozylotransferazy zwanej usuwaniem synteteta. U owadów UDP-N-acetylo-glukozamina jest syntetyzowana z trehalozy.

Biosynteza

Istnieje pięć głównych dróg biosyntezy Trehalosa, z których trzy są najczęstsze.

Pierwszy został opisany w drożdżach i obejmuje kondensację UDP-glukozę i glukozę 6-fosforanu przez glikozylotransferazę z 6-syntetowanym fosforanem.

Druga trasa została po raz pierwszy opisana w gatunku rodzaju Pimelobacter i implikuje transformację maltozy w trehalosa, reakcję katalizowaną przez enzym syntetazy, transglukozydazę.

Trzecia droga została opisana w różnych gatunkach prokariotycznych i implikuje izomeryzację i hydrolizę końcowej pozostałości maltozowej malto-oligosacharydu ze względu na działanie serii enzymów w celu wytworzenia trehalosa.

Podczas gdy większość organizmów używa tylko jednej z tych ścieżek do tworzenia Trehalosa, Mycobacteria i Corinebacteria używają trzech sposobów syntezy Trehalosa.

Trehaloza jest hydrolizowana przez hydrolazę glucóside zwaną trehalazą. Podczas gdy kręgowce nie syntetyzują Trehalosa, osiąga się ją w jelicie po spożyciu i hydrolizowane przez trehalazę.

Przemysłowo, trehaloza jest syntetyzowana enzymeatycznie z substratu skrobi kukurydzianej z enzymem malto-oligozylototalozowym Arthrobacter Ramosus.

Funkcje

Opisano trzy podstawowe funkcje biologiczne dla trehalozy.

1- jako źródło węgla i energii.

2- jako obrońca stresu (susza, solnizacja gleby, ciepło i stres oksydacyjny).

Może ci służyć: zabarwienie negatywne

3- Jako cząsteczka sygnału lub regulacja metabolizmu roślin.

W porównaniu z innymi cukrami, Trehalosa ma znacznie większą umiejętność stabilizacji błon i białek przed odwodnieniem. Ponadto Trehalosa chroni komórki przed stresem oksydacyjnym i kalorycznym.

Niektóre organizmy mogą przetrwać, nawet gdy straciły do ​​90% swojej zawartości wody i ta zdolność, w wielu przypadkach, jest to związane z produkcją dużych ilości Trehalosa.

Na przykład, pod powolnym odwodnieniem, nicienia Aphelechus avenae Przekształca ponad 20% jego suchej masy, a jego przeżycie jest związane z syntezą tego cukru.

Zdolność Trehalosa do działania jako obrońca biura lipidowej. Zapobiega to fuzji i rozdzieleniu faz błonowych, a zatem unika jego rozpadu i rozpadu.

Strukturalna konformacja Almeja Trehalosa (Bivalvo), utworzona przez dwa pierścienie cukrowe naprzeciw siebie, pozwala na ochronę białek i aktywności wielu enzymów. Trehalosa jest w stanie utworzyć niekrystaliczne szkliste struktury w warunkach odwodnienia.

Będąc szeroko rozpowszechnionym znaczącym disacharydem, jest również częścią struktury wielu oligosacharydów obecnych u roślin bezkręgowców i zwierząt.

Jest to główny węglowodan hemolimfy owadów i jest szybko spożywany w intensywnych czynnościach, takich jak lot.

Funkcje w branży

W przemyśle spożywczym jest stosowany jako środek stabilizujący i nawilżający, możliwe znalezienie go w smaku napojów mlecznych, zimnych herbat, przetworzonych produktów opartych na rybach lub produktach sproszkowanych. Posiada również zastosowania w branży farmaceutycznej.

Może ci służyć: biomateriały

Służy do ochrony mrożonych pokarmów i, stabilnym dla zmian temperatury, aby uniknąć zmiany ciemności kolorów z napojów. Służy również do tłumienia zapachów.

Ze względu na wielką moc nawilżającą i funkcję ochronną białka, jest on uwzględniony w wielu produktach przeznaczonych do pielęgnacji skóry i włosów.

Industrycznie jest również stosowany jako słodzik w zastępowaniu cukru w ​​słodyczy i piekarniach, czekoladzie i napojach alkoholowych.

Eksperymentalne funkcje biologiczne

U zwierząt eksperymentalnych niektóre badania wykazały, że Trehalosa jest w stanie aktywować gen (ALOXE 3) To poprawia wrażliwość na insulinę, zmniejsza glukozę wątroby i zwiększa metabolizm tłuszczu. Te badania wydają się w przyszłości obiecujące w leczeniu otyłości, tłustej wątroby i cukrzycy typu II.

Inne prace wykazały pewne zalety stosowania trehalozy u zwierząt eksperymentalnych, takich jak wzrost aktywności makrofagów w celu zmniejszenia przerażających płyt, a tym samym „czyszczenia tętnic”.

Dane te są bardzo ważne, ponieważ w przyszłości pozwolą na zapobieganie niektórym bardzo częstym chorobom sercowo -naczyniowym.

Bibliografia

1. Crowe, J., Crowe, L., & Chapman, D. (1984). Zachowanie błon w organizmach bezhydrobiotycznych: rola trehalozy. Nauka, 223(4637), 701-703.
2. Łzć, a., Chleb i., Pastusazak, ja., & Carroll, D. (2003). Nowe spostrzeżenia na temat trehalozy: wielofunkcyjna cząsteczka. Glikobiologia, 13(4), 17-27.
3. Finch, str. (1999). Węglowodany: struktury, synteza i dynamika. Londyn, Wielka Brytania: Springer-Science+Business Media, b.V.
4. Stick, r. (2001). Węglowodany. Słodkie cząsteczki życia. Academic Press.
5. Stick, r., & Williams, s. (2009). Węglowodany: niezbędne cząsteczki życia (2 wyd.). Elsevier.