ALDOSAS: SAVYBĖS, RŪŠYS, ANGLIAVANDENILIŲ SKAIČIUS - BIOLOGIJA - 2025

Kad aldoses yra monosacharidų, turintys terminalo aldehido grupę. Tai yra paprasti cukrūs, nes jų negalima hidrolizuoti, kad būtų gaunamas kitas paprastesnis cukrus. Jie turi nuo trijų iki septynių anglies atomų. Kaip ir ketozės, aldozės yra daugiarūšis cukrus.

Gamtoje gausiausios aldozės yra arabinozė, galaktozė, gliukozė, manozė, ribozė ir ksilozė. Fotosintetiniuose organizmuose šių cukrų biosintezė vyksta iš fruktozės-6-fosfato, cukraus iš Kalvino ciklo. Heterotrofiniai organizmai iš maisto gauna gliukozę ir galaktozę.

Šaltinis: NEUROtiker

charakteristikos

Aldoheksozėse visi angliavandeniliai yra chiraliniai, išskyrus anglį 1, kuri yra aldehido grupės (C-1) karbonilo anglis, taip pat anglis 6, kuri yra pirminis alkoholis (C-6). Visi chiraliniai angliavandeniliai yra antriniai alkoholiai.

Visose aldozėse absoliutius chiralinio centro, esančio labiausiai nuo aldehido grupės karbonilo anglies, konfigūracija gali būti D-glicerraldehido arba L-glicerraldehido. Tai lemia, ar aldozė yra D ar L enantiomeras.

Apskritai, aldozės su n-angliavandeniliais, turinčiais 2 ^n-2 stereoizomerus. Gamtoje aldazų su D konfigūracija yra daugiau nei aldazų su L konfigūracija.

Aldoidų aldehido funkcija reaguoja su antrine hidroksilo grupe vidinės molekulinės reakcijos metu, sudarydama ciklinį pusacetalį. Aldozės ciklizavimas paverčia karbonilo anglį į naują chiralinį centrą, vadinamą anomerine anglimi. -OH pakaito padėtis ant anomerinės anglies lemia D arba L konfigūraciją.

Aldozės, kurių anomerinis anglies atomas nesudarė glikozidinių ryšių, vadinamos redukuojančiais cukriais. Taip yra todėl, kad aldozės gali paaukoti elektronus, redukuodamos į oksidatorių ar elektronų akceptorių. Visos aldozės mažina cukrų.

Aldazų tipai ir jų funkcijos

Gliukozė kaip pagrindinis gyvų būtybių energijos šaltinis

Glikolizė yra pagrindinis centrinis gliukozės katabolizmo kelias. Jos funkcija yra gaminti energiją ATP pavidalu. Piruvatas, suformuotas glikolizės metu, gali sekti pieno rūgimo būdu (griaučių raumenyse) arba alkoholinės fermentacijos keliu (mielėse).

Piruvatas taip pat gali būti visiškai oksiduotas iki anglies dioksido per kvėpavimo procesą. Tai apima piruvato dehidrogenazės kompleksą, Krebso ciklą ir elektronų pernešimo grandinę. Palyginus su fermentacija, kvėpavimas sukuria daug daugiau ATP vienam moliui gliukozės.

Gliukozė ir galaktozė kaip disacharidų komponentai

Gliukozės yra disachariduose, tokiuose kaip cellobiozė, izomaltas, laktozė, maltozė ir sacharozė.

Hidrolizuojant laktozę, piene esančią cukrų, susidaro D-gliukozė ir D-galaktozė. Abu cukrūs yra kovalentiškai sujungti galaktozės anglies 1 jungtimi (β konfigūracija, su gliukozės 4 anglimi). Laktozė yra redukuojantis cukrus, nes yra anomerinė gliukozės anglis, Gal (β 1 -> 4) Glc.

Sacharozė yra vienas iš fotosintezės produktų ir yra gausiausias cukraus kiekis daugelyje augalų. Hidrolizės metu susidaro D-gliukozė ir D-fruktozė. Sacharozė nėra redukuojantis cukrus.

Gliukozė kaip polisacharidų komponentas

Gliukozės yra polisachariduose, kurie tarnauja kaip energijos atsargos, pavyzdžiui, krakmolas ir glikogenas atitinkamai augaluose ir žinduoliuose. Jo taip pat yra angliavandeniuose, kurie naudojami kaip struktūrinė parama, pavyzdžiui, atitinkamai augalų ir bestuburių celiuliozėje ir chitine.

Krakmolas yra rezervinis augalų polisacharidas. Jis randamas kaip netirpios granulės, sudarytos iš dviejų tipų gliukozės polimerų: amilozės ir amilopektino.

Amilozė yra nesusijusi sujungtų D-gliukozės liekanų grandinė (α 1 -> 4). Amilopektinas yra šakota gliukozės liekanų grandinė (α 1 -> 6).

Glikogenas yra rezervinis gyvūnų polisacharidas. Glikogenas primena amilopektiną tuo, kad jame yra gliukozės likučių grandinė (α 1 -> 4), tačiau su dar daugiau šakų (α 1 -> 6).

Celiuliozė yra augalų ląstelių sienos dalis, ypač augalo stiebuose ir medieną sudarančiuose komponentuose. Panašiai kaip amilozė, celiuliozė yra neišsišakojusių gliukozės liekanų grandinė. Jis turi nuo 10 000 iki 15 000 D-gliukozės vienetų, sujungtų β 1 -> 4 jungtimis.

Chitiną sudaro modifikuoti gliukozės vienetai, tokie kaip N-acetil-D-gliukozaminas. Jie yra susieti β 1 -> 4 jungtimis.

Manozė kaip glikoproteinų komponentas

Glikoproteinai turi vieną ar daugiau oligosacharidų. Glikoproteinai paprastai randami plazmos membranos paviršiuje. Oligosacharidai gali būti prijungti prie baltymų per serino ir treonino liekanas (sujungtus O) arba prie asparagino arba glutamino liekanų (sujungtų N).

Pavyzdžiui, augaluose, gyvūnuose ir vienaląsčiuose eukariotuose endoplazminiame retikulume pridedamas N-sujungtas oligosacharido pirmtakas. Jo sudėtyje yra šių cukrų: trys gliukozės, devynios manozės ir du N-acetilgliukozaminai, užrašyti „Glc ₃ Man _9“ (GlcNac) ₂ .

Ribose metabolizmas

Kraujagysliniuose gyvūnuose ir augaluose gliukozė gali būti oksiduojama per pentozės fosfatą, gaunant 5-fosfatą, ribozę - pentozę, kuri sudarys nukleorūgščių dalį. Tiksliau, ribozė tampa RNR dalimi, o dezoksiribozė tampa DNR dalimi.

Ribozė taip pat yra dalis kitų molekulių, tokių kaip adenozino trifosfatas (ATP), nikotinamido adenino dinukleotidas (NADH), flavino adenino dinukleotidas (FADH ₂ ) ir fosforilintas adenino nikotinamido dinukleotidas (NADPH).

ATP yra molekulė, kurios funkcija yra tiekti energiją skirtinguose procesuose ląstelėse. NADH ir FADH ₂ dalyvauja gliukozės katabolizme, ypač redokso reakcijose. NADPH yra vienas iš gliukozės oksidacijos produktų pentozės fosfato kelyje. Tai mažina ląstelių biosintezės takų galią.

Arabinozė ir ksilozė kaip struktūriniai komponentai

Augalų ląstelių sienelę sudaro celiuliozė ir hemiceliuliozė. Pastarąjį sudaro heteropolisaharidai, turintys trumpas atšakas, sudarytas iš heksozių, D-gliukozės, D-galaktozės ir D-mannozės, ir pentozės, tokios kaip D-ksilozė ir D-arabinozė.

Augaluose Kalvino ciklas yra fosforilintų cukrų, tokių kaip D-fruktozės-6-fosfatas, šaltinis, kuris gali būti paverstas D-gliukozės-6-fosfatu. Šis metabolitas keliais etapais yra paverčiamas fermentais katalizuojant į UDP-ksilozę ir UDP-arabinozę, kurios naudojamos hemiceliuliozės biosintezei.

Anglies skaičius aldozėse

Alldotriose

Tai yra trijų anglies aldozė, turinti D arba L-glicerraldehido konfigūraciją. Yra tik vienas cukrus: glicerraldehidas.

Aldotetrosa

Tai yra keturių anglių aldozė, turinti D arba L-glicerraldehido konfigūraciją. Pavyzdys: D-eritrozė, D-trezė.

Aldopentozė

Tai yra penkių anglies aldozė, turinti D arba L-glicerraldehido konfigūraciją. Pavyzdžiai: D-ribozė, D-arabinozė, D-ksilozė.

Aldoheksozė

Tai yra šešių anglies aldozė, turinti D arba L-glicerraldehido konfigūraciją. Pavyzdžiai: D-gliukozė, D-manozė, D-galaktozė.

Nuorodos

1. Cui, SW 2005. Maisto angliavandeniai: chemija, fizinės savybės ir pritaikymas. „CRC Press“, Boca Raton.
2. Heldt, HW 2005. Augalų biochemija. Elsevieras, Amsterdamas.
3. Liptak, A., Szurmai, Z., Fügedi, P., Harangi, J. 1991. CRC oligosacharidų vadovas: III tomas: aukštesnieji oligosacharidai. „CRC Press“, Boca Raton.
4. Lodish, H., et al. 2016. Molekulinių ląstelių biologija. WH Freeman, Niujorkas.
5. Nelsonas, DL, Cox, MM 2017. Lehningerio biochemijos principai. WH Freeman, Niujorkas.
6. Stick, RV, Williams, SJ 2009. Angliavandeniai: gyvybiškai svarbios molekulės. Elsevier,
7. Voet, D., Voet, JG, Pratt, CW 2008. Biochemijos pagrindai - gyvenimas molekuliniame lygmenyje. Vilis, Hobokenas.