Trehalosa -egenskaper, struktur, funktioner

De Trehalosa Det är en disackarid som bildas av två a-D-glukos som finns i många insekter, svampar och mikroorganismer, men kan inte syntetiseras av ryggradsdjur. Liksom sackaros är det en icke -reducerande disackarid och som kan bilda enkla kristaller.

Trehalosa är ett kolhydrat med liten sötningskraft, mycket löslig i vatten och används som en energikälla och för bildning av kitinexoskelett hos många insekter. Det är en del av cellmembranen hos flera insekter och mikroorganismer, som syntetiserar det.

Haworth -representation för Trehalosa (källa: Fvasconcellos 18:56, 17 april 2007 (UTC) [Public Domain] via Wikimedia Commons)

Det används i livsmedelsindustrin som stabilisator och fuktighetskräm. Det finns i sockerrörsaft som en produkt som bildas efter snittet av sockerröret och är särskilt stabilt för uppvärmning och den sura miljön.

I människans tarm, på grund av enzymet trehalas (närvarande i tunntarmen), sönderdelas trehalosen till glukos, som absorberas tillsammans med natrium. Frånvaron av trehalas producerar svampintolerans.

[TOC]

Egenskaper och struktur

Trehalosa beskrevs först av Wiggers 1832 som ett okänt socker som var närvarande i "Cornez of the Centeno" (Claviceps purpurea), en giftig svamp.

Därefter hittade Berthelot henne i Capulos av en skalbagge Larinus maculata, Vanligtvis kallad Trehala. Därifrån har namnet Trehalosa härstammar.

Trehalosen (a-D-glukopyranosyl a-D-glukopyranosid) är en icke-reducerande disackarid där två D-glycosrester sammanfogas, en med varandra, genom en anomer väte. Trehalosa är allmänt distribuerad i växter, jäst, insekter, svampar och bakterier, men finns inte i ryggradsdjur.

Kan tjäna dig: aldosteron: funktioner, syntes, verkningsmekanism

Kitinet från insekternas exoskelett bildas av UDP-N-acetyl-glukosamin genom verkan av ett glykosyltransferas som kallas syntetasa-borttagning. I insekter syntetiseras UDP-N-acetyl-glukosamin från trehalosa.

Biosyntes

Det finns fem huvudvägar för biosyntesen av trehalosa, varav tre är de vanligaste.

Den första beskrevs i jäst och involverar kondensation av UDP-glukos och glukos 6-fosfat med glykosyltransferas trehalos 6-synteterad fosfat.

Den andra vägen beskrevs först i arten av släktet Pimelobacter och innebär omvandlingen av maltosen till en trehalosa, en reaktion katalyserad av syntetasenzymet, ett transglukosidas.

Den tredje vägen har beskrivits i olika prokaryota genrer och innebär isomerisering och hydrolys av maltosterminalrester av en malto-oligosackarid på grund av verkan av en serie enzymer för att producera trehalosa.

Medan de flesta organismer endast använder en av dessa vägar för bildning av trehalosa, använder mykobakterier och korinebakterier de tre sätten för syntesen av trehalosa.

Trehalosen hydrolyseras av en hydrolaslukóside som kallas trehalas. Medan ryggradsdjur inte syntetiserar trehalosa, uppnås det i tarmen när de intas och hydrolyseras av trehalaset.

Industriellt syntetiseras trehalosen enzymatiskt från ett majsstärkelsesubstrat med malto-oligosyl-trothalosenzymet Artrobacter ramosus.

Funktioner

Tre grundläggande biologiska funktioner för trehalosa har beskrivits.

1- som kol och energikälla.

2- som stressskydd (torka, jordsalinisering, värme och oxidativ stress).

Kan tjäna dig: negativ färgning

3- som signalmolekyl eller reglering av växter metabolism.

Jämfört med andra sockerarter har Trehalosa en mycket större färdighet att stabilisera membran och proteiner mot uttorkning. Dessutom skyddar trehalosa celler mot oxidativ och kalorisk stress.

Vissa organismer kan överleva även när de har tappat upp till 90% av sitt vatteninnehåll och denna förmåga, i många fall är det relaterat till produktion av stora mängder trehalosa.

Till exempel under långsam uttorkning, nematoden Afelenchus avenae Den konverterar mer än 20% av sin torrvikt och dess överlevnad är relaterad till syntesen av detta socker.

Trehalosas förmåga att fungera som en skyddare av lipiden Bilay. Detta förhindrar att sammanslagningen och separationen av membranfaserna och undviker därför dess uppdelning och upplösning.

Den strukturella konformationen av Almeja Trehalosa (Bivalvo), bildad av två sockerringar som står inför varandra, gör det möjligt att skydda proteiner och aktivitet hos många enzymer. Trehalosa kan bilda icke -kristallina glasstrukturer under uttorkningsförhållanden.

Som en allmänt distribuerad betydande disackarid är det också en del av strukturen för många oligosackarider som finns i ryggradslösa växter och djur.

Det är det huvudsakliga kolhydratet av insektshemolymf och konsumeras snabbt i intensiva aktiviteter som flygning.

Funktioner i branschen

I livsmedelsindustrin används den som ett stabiliserande och fuktgivande medel, vilket är möjligt att hitta det i smaksatta mejeridrycker, kalla teer, bearbetade produkter baserade på fisk eller pulveriserade produkter. Det har också applikationer inom läkemedelsindustrin.

Kan tjäna dig: biomaterial

Det används för att skydda frysta livsmedel och, vara stabilt för temperaturförändringar, för att undvika den mörka färgförändringen från drycker. Det används också för att undertrycka luktar.

På grund av dess stora fuktgivande kraft och proteinskyddsfunktion ingår den i många produkter som är avsedda för hud- och hårvård.

Industriellt används det också som sötningsmedel vid ersättning av socker i godis och bagerier, choklad och alkoholhaltiga drycker.

Experimentella biologiska funktioner

Hos experimentella djur har vissa studier visat att trehalosa kan aktivera en gen (Aloxe 3) Det förbättrar insulinkänsligheten, minskar leverglukosen och ökar fettmetabolismen. Dessa undersökningar verkar lovande i framtiden för behandling av fetma, fet lever och typ II -diabetes.

Andra verk har visat några fördelar med Trehalosa -användning hos experimentella djur, till exempel ökningen av makrofagaktivitet för att minska skrämmande plattor och därmed "rengöra artärerna".

Dessa data är mycket viktiga, eftersom de i framtiden tillåter i framtiden att påverka förebyggandet av vissa mycket frekventa hjärt -kärlsjukdomar.

Referenser

1. Crowe, j., Crowe, L., & Chapman, D. (1984). Bevarande av membran i anhydrobiotiska organismer: Trehaloses roll. Vetenskap, 223(4637), 701-703.
2. Elbein, a., Bröd och., Pastusazak, jag., & Carroll, D. (2003). Ny insikt om trehalos: multifunktionell molekyl. Glykobiologi, 13(4), 17-27.
3. Finch, s. (1999). Kolhydrater: strukturer, syntesser och dynamik. London, Storbritannien: Springer-Science+Business Media, B.V.
4. Stick, r. (2001). Kolhydrater. Livets söta molekyler. Akademisk press.
5. Stick, r., & Williams, s. (2009). Kolhydrater: livets väsentliga molekyler (2: a upplagan.). Annars.