Pentiga egenskaper, biosyntes, funktioner

De Pentosor De är monosackarider som har fem kol och vars empiriska formel är c₅H₁₀ANTINGEN₅. I likhet med andra monosackarider är pentos polyhydroxylerade sockerarter som kan vara aldos (om de har en aldehydgrupp) eller ketosas (om de har en Cetona -grupp).

En av de metaboliska destinationerna för glukos i djur och vaskulära växter är oxidation via pentosfosfat för att producera 5-fosfat ribos, en pentos som kommer att vara en del av DNA.

Källa: Neurotoger [Public Domain]

Andra vägar transformerar glukos (genom verkan av isomeraser, kinaser och epikeraser) till xylulosa och arabinös pentos, som har strukturella funktioner. Dess jäsning för mikroorganismer är viktig inom bioteknik.

[TOC]

Egenskaper

I alla monosackarider, inklusive pentosen, kan den absoluta konfigurationen av det chirala centret längre från koldioxidkolet i pentosaset (C-4) vara D-glyceraldehyden eller L-glyceraldehyden. Detta avgör om pentosen är en enantiomer d eller l.

Aldopentaserna har tre chirala centra (C-2, C-3, C-4) medan ketuserna har två chirala centra (C-3, C-4).

I naturen är pentos med konfiguration D mer riklig än pentos med L -konfiguration. Aldopentosas med konfiguration D är: arabinous, lixous, ribos och xylos. Cetopentaser med D -konfiguration är: ribulosa och xylulosa.

Pentosaser kan cyklas genom karbonylreaktioner av aldehyd- eller cetona -funktionen, med en sekundär hydroxylgrupp i en intramolekylär reaktion, för att bilda hemiacetals eller cykliska hemiketaler. Pentosas kan bilda pyraner eller furanas.

Aldehydgruppen av aldopentaserna, som i all aldos. Den bildade produkten kallas Aldonsyra. Denna monokarboxylsyra kan uppleva en andra oxidation, som förekommer i kol 6, en primär alkohol, omvandlas till en dikarboxylsyra, kallad aldarsyra.

Kan tjäna dig: Flora och Fauna från Entre Ríos: Representativa arter

Pentosas som strukturella komponenter

Analysen av sammansättningen av cellulosa och lignin avslöjar att båda ämnena består av hexous och pentosor, som är lika eller mer rikliga hexos (upp till två gånger) än pentosen.

Cellulosa och hemicellulosa finns på växternas cellvägg. Cellulosa kristallina mikrofibriller omger amorf hemicellulosa, inbäddad i en ligninmatris. Cellulosa består främst av glukos och andra sockerarter som celobious, zestrious och zestray.

Hemicellulosa är en heteropolysa av korta förgreningar som består av hexosses, D-glykos, D-galaktos och D-mosease och pentosas, främst D-Xilosa och D-yrabinosa.

I lignocellulosavfall är andelen xylos större än den arabinerade. Pentosas representerar 40% av de totala sockerarterna (Hexosas + Pentosas). De typer av trä är differentierade av de ersättningar som Xilanos har.

Hemicellulosa klassificeras enligt de sockerrester som den har. Typen och mängden hemicellulosa varierar mycket beroende på växten, vävnadstypen, tillståndet för tillväxt och fysiologiska förhållanden. D-xilano är den vanligaste pentosen i lövträd och barrträd.

Biosyntes av Pentosas

I naturen är de vanligaste pentosorna D-xylos, L-arabinosa och D-libos och d-arabinol och ribitol pentitols. Andra pentoser är mycket sällsynta eller det finns inget.

I växter är Calvin-cykeln en källa till fosforylerade sockerarter såsom D-frucease-6-fosfat, som kan omvandlas till D-glukos-6-fosfat. Ett fosfogomutas katalyserar sammankopplingen av D-glukos-6-fosfat i D-glukos-1-fosfat.

UDP-glukos enzys fosforilasa katalyserar bildningen av UDP-glucosa från uridin-trifosfat (UTP) och D-glucosa-1-fosfat. Reaktionen som följer består av en oxidreduktion, där NAD⁺ Acceptera UDP-glukoselektroner, som blir UDP-glukuronato. Den senare upplever en decarboxylering och omvandlas till UDP-Xilosa.

Kan tjäna dig: hud andning: egenskaper och exempel på djur

UDP-arabinosa 4-epimeras katalyserar omvandlingen av UDP-xilosa i UDP-yarabinosa, som är en reversibel reaktion. Både UDP-subcuts (UDP-xilosa och UDP-arabinosa) kan användas för hemicellulosabiosyntes.

Calvin-cykeln producerar också pentosfosfat såsom 5-fosfatribos, en aldosa, 5-fosfat ribulosa eller en ketos, som tjänar till att fixa koldioxid.

I Escherichia coli, L-arabinosa omvandlas till L-libulous av en isomeras l-arabinös. Sedan transformeras L-libulous först till L-l-libulous 5-fosfat och sedan i D-xilulosa 5-fosfat genom verkan av L-libulokiner och L-libulous 5-fosfat epimherase.

Jäsning av pentos för att producera etanol

Etanol produceras kommersiellt genom jäsning och genom kemisk syntes. Fermentering Etanolproduktion kräver att mikroorganismer använder hexosösa och pentiga som energikälla. Att få etanol från pentos är större om båda sockerarter finns i stora mängder.

Många organismer, såsom jäst, filamentösa svampar och bakterier, kan jäsa xylos och arabinerad vid temperaturer mellan 28 ºC och 65 ºC och med ett pH mellan 2 och 8, vilket producerar alkohol.

Några påslag av Candida sp. De har förmågan att växa endast från d-xilosa, etanol är den huvudsakliga jäsningsprodukten. De jäst som bäst jäsar xylosen till etanol är Bretanomyces sp., Candida sp., Hansenula sp., Kluyveromyces sp., Pachysolen sp. och Sackaromices sp.

Den filamentösa svampen Fusariumoxysporum fermenta glukos till etanol, producerar koldioxid. Denna svamp kan också konvertera D-xylos till etanol. Det finns emellertid andra svampar vars jäsningskapacitet för D-xilosa är större. Dessa inkluderar Slem sp. och Neurospora crassa.

Många bakterier kan använda hemicellulosa som en energikälla, men jäsningen av sockerarter producerar andra ämnen utöver etanol, såsom organiska syror, ketoner och gaser.

Kan tjäna dig: trofiska relationer: koncept och exempel

Vanligaste pentosas: struktur och funktion

Ribosa

Ribsymbol. Det är en aldopentosa och D-libos enantiomer är mer riklig än l-liboset. Löslig i vatten. Det är en metabolit av pentosa -fosfatvägen. Ribosen är en del av RNA. Deoxi-libose är en del av DNA.

Arabinos

ARA -symbol. Det är en aldopentosa, den l-arabinösa enantiulo är mer riklig än D-arabinosa. Arabin är en del av växternas cellvägg.

Xylos

Xylsymbol. Det är en aldopentosa, D-xilosa-enantiomeren är mer riklig än L-xilosa. Det finns i växternas cellvägg och är riklig i många typer av trä. Det finns också i bomullsfröskalet och La Concha de Pacana.

Ribulosa

Gnida symbol. Det är en zea, den-libulous enantiomeren är mer riklig än L-libulous. Det är en metabolit av Pentosa -fosfatvägen och finns i växter och djur.

Referenser

1. Cui, s. W. 2005. Matkolhydrater: Kemi, fysiska egenskaper och applikationer. CRC Press, Boca Raton.
2. Holdt, h. W. 2005. Växtbiokemi. Elsevier, Amsterdam.
3. Nelson, D. L., Cox, m. M. 2017. Lehninger principer för biokemi. W. H. Freeman, New York.
4. Preiss, J. 1980. Växternas biokemi En omfattande treesse, Volym 3 - Kolhydrater: Struktur och funktion. Academic Press, New York.
5. Singh, a., Mishra, s. nittonhundranittiofem. Pentos usation Microbial: Aktuella tillämpningar inom bioteknik. Elsevier, Amsterdam.
6. Sinnott, m. L. 2007. Kolhydratkemi och biokemi struktur och mekanism. Royal Society of Chemistry, Cambridge.
7. Stick, r. V., Williams, s. J. 2009. Kolhydrater: livets väsentliga molekyler. Elsevier, Amsterdam.
8. Voet, D., Voet, j. G., Pratt, C. W. 2008. Fundamentals of Biochemistry - Life på molekylnivå. Wiley, Hoboken.