Arabinozę yra monosacharidas, penkis anglies atomus, ir, kadangi ji turi aldehido funkcinę grupę, jos struktūros, ji yra klasifikuojama kaip apibrėžta aldopentoses grupės. Jo pavadinimas kilo iš arabų gumos, iš kur jis pirmą kartą buvo išskirtas.
Tai yra cukrus, kuris yra išskirtinis augalų organizmams, o kai kurie tyrimai rodo, kad jis sudaro nuo 5 iki 10% ląstelių sienelės sacharidų Arabidopsis thaliana ir Oryza sativa (ryžiai) pavyzdiniuose augaluose.
Fišerio projekcija D - (-) ir L - (+) - Arabinose (Šaltinis: Wikimedia Commons)
Tai pektino ir hemiceliuliozės, dviejų biopolimerų, turinčių didelę reikšmę gamtiniu ir pramoniniu požiūriu, sudėties dalis.
Cukrinių runkelių minkštimas yra geras pramoninių atliekų, naudojamų arabinozei ekstrahuoti, pavyzdys, naudojamas įvairiais būdais mikrobiologijos ir medicinos srityse diagnostikos tikslais, sintezuojant priešnavikinius ir antivirusinius vaistus.
Kadangi tai yra labai gausus sacharidas augaliniuose preparatuose, šiuo metu yra didelis susidomėjimas tyrimais, kaip įvairiais būdais atskirti jo sachariidus.
Tai ypač pasakytina apie preparatus, naudojamus fermentacijos procesams, kurių metu gaunamas etanolis, nes tik keli komerciškai parduodami mikroorganizmai gali gaminti šį alkoholį iš arabinozės.
Charakteristikos ir struktūra
L-arabinozė komerciškai randama kaip balti kristaliniai milteliai, dažnai naudojami kaip saldiklis maisto pramonėje. Jo cheminė formulė yra C5H10O5, o jo molekulinė masė yra apie 150 g / mol.
Skirtingai nuo daugelio gamtoje esančių monosacharidų, šis cukrus daugiausia randamas kaip L-arabinozės izomeras.
Apskritai L-izomerai yra įprasti komponentai membraniniuose glikokonjugatuose, kurie yra įvairaus pobūdžio molekulės, kurias glikozidiniai ryšiai sujungia su angliavandenių liekanomis, taigi L-arabinozė nėra išimtis.
Arabinosa Haworth projekcija (Šaltinis: NEUROtiker per Wikimedia Commons)
L-izomerinė arabinozės forma turi dvi žiedo formos struktūras: L-arabinopiranozę ir L-arabinofuranozę. Tirpale laisvoji arabinozė yra kaip L-arabinopiranozė, nes ši forma yra stabilesnė nei furanozė.
Tačiau, stebint augalų ląstelių sienos polisacharidinius komponentus, taip pat glikoproteinus ir proteoglikanus, kuriuose yra arabinozės, vyrauja L-arabinofuranozė.
Skaitytojui protinga atsiminti, kad terminai „piranas“ ir „furanas“ nurodo galimas ciklines pusacetalio konfigūracijas, kurias cukrus gali įsigyti, esant atitinkamai 6 arba 5 žiedų žiedams.
L-arabinozė augaluose
Arabinozė yra plačiai paplitusi sausumos augaluose, įskaitant kepenų dumblius, samanas ir daug chlorofitų dumblių bei chlorofitų, žaliuosius ir rudus dumblius. Šis faktas rodo, kad metabolizmo kelias jo sintezei buvo įgytas ankstyvuose „primityviuose“ augaluose.
Dauguma augalų polisacharidų, proteoglikanų, glikoproteinų ir sekretuojamų peptidų, kuriuose yra polisacharidų su L-arabinoze, yra sintetinami Golgi komplekse, nors citozolyje galima sintetinti mažus glikokonjugatus.
Vienintelis žinomas L-arabinozės generavimo būdas augaluose yra tas, kuriame jis sintetinamas kaip UDP-L-arabinopiranozė iš UDP-ksilozės, dalyvaujant UDP-ksilozės 4-epimerazei, kuri katalizuoja epimerizaciją UDP-ksilozės C-4 padėtis.
Ši reakcija yra nukleotidinių cukrų arba UDP cukrų de novo sintezės kelio dalis, pradedant UDP gliukoze, sintetinamą iš sacharozės ir UDP sacharozės sintaze, arba iš gliukozės 1-P ir UTP UDP-gliukozės pirofosforilazė.
Siūlomi kiti UDP-L-arabinopiranozės gaminimo iš UDP-galakturono rūgšties mechanizmai dekarboksilinant C-6 anglį, tačiau UDP-galakturono rūgšties dekarboksilazė, atsakinga už minėtos reakcijos katalizavimą, augaluose nerasta. .
L-arabinozė bakterijose
Struktūriniu požiūriu autoriai nurodo L-arabinozę kaip daugelio bakterijų ląstelių sienos sudedamąją dalį. Tačiau jo svarba vertinama labiau antropiniu požiūriu:
Žmonės nesugeba absorbuoti dietos L-arabinozės, kurią jie vartoja maiste iš žarnyno. Tačiau žmogaus žarnyne natūraliai gyvenanti bakterija E. coli sugeba išgyventi šio monosacharido, kaip vienintelio anglies ir energijos šaltinio, sąskaita.
Ši bakterijų rūšis ir kitos susijusios bakterijos, naudodamos araBAD operono fermentinius produktus, sugeba metabolizuoti L-arabinozę. Kai šie mikroorganizmai paima L-arabinozę iš terpės, jie gali ją į ląstelę paversti D-ksilulioze-5-P, kurią, be kita ko, naudoja pentozės fosfato keliui.
Eksperimentinėje biologijoje šis operonas buvo naudojamas genetinėse konstrukcijose, skirtose kontroliuojamai homologinių ir heterologinių genų ekspresijai bakterijų ekspresijos sistemose.
funkcijos
Priklausomai nuo konteksto, kuriame jis galvoja, L-arabinozė atlieka skirtingas funkcijas. Be kai kurių iš tų, kurie buvo paminėti ankstesniuose punktuose, gali būti daroma nuoroda į šiuos dalykus:
-Vienas iš molekulių, turinčių didžiausią L-arabinozės dalį augaluose, yra pektininis arabinanas, iš kurio praturtinamas pektino polimerų kompleksas, esantis augalų ląstelių sienelėse.
-Pakcinis arabinanas susijęs su stomatalinio uždarymo ir atsidarymo, svarbiausių dujų mainų tarp augalų ir juos supančios aplinkos, procesais.
- Kitas L-arabinozės buvimo ir funkcionalumo augaluose pavyzdys yra arabinogalaktano baltymai, kurie yra proteoglikanai, sudaryti iš didelio angliavandenių regiono, kuriame gausu L-arabinozės ir galaktozės liekanų.
-Daugelis antrinių flavonoidų tipo augalų junginių yra L-arabinopiranozilinti, tai yra, jie turi susietų L-arabinopiranozės liekanų, ypač A. thaliana.
-L-arabinozės naudingumas buvo pasiūlytas kaip natūralus vaistas, nes jo monomeriniai vienetai slopina žarnyno maltazės ir sacharazės veiklą in vitro. Sacharazės veikla yra svarbi norint sumažinti cukraus kiekį kraujyje.
- Panašu, kad L-arabinozės įtraukimas į laboratorijoje laikomų žiurkių racioną reikšmingai prisideda prie insulino ir triacilglicerolio lygio sumažėjimo kraujo plazmoje ir kepenyse.
- 1973 m. Šį monosacharidą Bilikas ir Caplovičius panaudojo L-ribozės sintezei, epimerizuodami L-arabinozę, katalizuojamą molibdato.
- Galiausiai L-arabinozė naudojama daugelyje terpių, skirtų įvairių mikroorganizmų auginimui in vitro.
Nuorodos
- Garrett, R., & Grisham, C. (2010). Biochemija (4-asis leidimas). Bostonas, JAV: Brooks / Cole. CENGAGE mokymasis.
- Kotake, T., Yamanashi, Y., Imaizumi, C., & Tsumuraya, Y. (2016). L-arabinozės metabolizmas augaluose. Augalų tyrimų žurnalas, 1–12.
- Nelsonas, D. L. ir Coxas, MM (2009). Lehningerio biochemijos principai. „Omega“ leidimai (5-asis leidimas).
- Schleif, R. (2000). Escherichia coli L-arabinozės operono reguliavimas. Genetikos tendencijos, 16, 559–565.
- Spagnuolo, M., Crecchio, C., Pizzigallo, MDR, ir Ruggiero, P. (1999). Cukrinių runkelių minkštimas frakcionuojamas pektinu, celiulioze ir arabinoze arabinazėmis kartu su ultrafiltracija. Biotechnologijos ir bioinžinerija, 64, 686–691.
- Voet, D., ir Voet, J. (2006). Biochemija (3-asis leidimas). Redakcija Médica Panamericana.
- Yurkanis Bruice, P. (2003). Organinė chemija. Pearsonas.