Xilosa -egenskaper, struktur och funktioner

De xylos Det är en monosackarid av fem kolatomer som har en aldehyd funktionell grupp, så den klassificeras, tillsammans med andra relaterade sockerarter som ribos och arabin, inom gruppen Aldopentosas.

Koch, 1881, var den första som upptäckte det och isolerade det från trä. Sedan dess katalogiserade många forskare det som en av de mest "sällsynta" och ovanliga sockerarterna med tanke på svårigheterna och kostnaderna för att de ska få.

Fisher-projektion för D- och L-Xilosa (källa: Akane700 [CC BY-SA 3.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenser/BY-SA/3.0)] via Wikimedia Commons)

1930 lyckades emellertid ett amerikanskt kooperativ erhålla det från skalet på bomullsfröet, ett mycket billigare material, och sedan dess blev det populärt som ett socker som erhållits till priser jämförbara med produktionen av sackaros.

För närvarande används olika metoder för att isolera det från trä från olika arter av woody växter och vissa avfallsprodukter.

Dess derivat används allmänt som sötningsmedel i mat och dryck som utvecklats för diabetiker, eftersom de inte bidrar till ökningen av blodglukosnivåerna. Det mest syntetiserade och använda derivatet som sötningsmedel är xilitol.

Användningen av xylos som kolkälla i alkoholhaltig jäsningsindustri har blivit dessa tider i en av de viktigaste punkterna inom vetenskaplig forskning.

[TOC]

Egenskaper

Liksom glukos har xylosen en söt smak och vissa studier har bevisat att den har cirka 40% av den söta glukossmaken.

Som reagens uppnås det kommersiellt som ett vitt kristallint utseendepulver. Det har, som många andra pentiga sockerarter, en molekylvikt som är cirka 150.13 g/mol och en C5H10O5 molekylformel.

Med tanke på dess polära struktur är denna monosackarid lätt löslig i vatten och har en smältpunkt runt 150 ° C.

Kan tjäna dig: Flora och fauna från Tlaxcala: Mer representativa arter

Strukturera

Den vanligaste isomeren eller isomeren i naturen är D-xilosa, medan L-xylosformen är vad som erhålls genom kemisk syntes för kommersiellt bruk.

Detta kolhydrat har fyra OH -grupper och tack vare sin fria aldehydgrupp anses det vara ett reducerande socker. Liksom andra sockerarter, beroende på mediet där du är, kan det vara på olika sätt (med avseende på formen på ringen).

Haworth -projektion för xylosen (källa: Neurotokeker [Public Domain] via Wikimedia Commons)

Cykliska isomerer (hemiacetaler) finns i lösning såsom pyraner eller furaner, det vill säga som ringar på sex eller fem länkar som i sin tur beroende på positionen för hydroxylgruppen (-OH) anomeriska, de kan ha mer isomeriska former.

Funktioner

I celler

Liksom andra sackarider såsom glukos, fruktos, galaktos, hand och arabin, såväl som vissa amino-derivat sockerarter, är D-xylos en monosackarid som vanligtvis finns som en strukturell del av stora polysackarider.

Det representerar mer än 30% av materialet erhållet från hydrolysen av hemicellulosa av växtens ursprung och kan jäsas till etanol av vissa bakterier, jäst och svampar.

Som den huvudsakliga beståndsdelen av Xilano -polymerer i växter anses xylos som en av de vanligaste kolhydraterna på jorden efter glukos.

Hemicellulosen består mestadels av arabinoxylano, en polymer vars skelett består av xilosas kopplade av ß -1,4 länkar, där i -OH -grupper av position 2 'eller 3' kan förenas av arabinalt avfall. Dessa länkar kan försämras av mikrobiella enzymer.

Genom den metaboliska vägen för pentosfosfatet i eukaryota organismer är xylosen kataboliserad till xylulosa-5-P, som fungerar som en mellanhand av denna väg för efterföljande syntes av nukleotider.

Xylos i nektar

Fram till för mer än ett decennium sedan var de viktigaste sockerarterna som finns i blommig nektar glukos, fruktos och sackaros. Trots dem har två genrer från Proteaceae -familjen en fjärde monosackarid: xylosen.

Kan tjäna dig: De 12 stadierna av mänsklig utveckling och dess egenskaper

Könen Protea  och Faurea De har denna sackarid i koncentrationer på upp till 40% i sin nektar, ett faktum som har varit svårt att förklara eftersom det inte verkar vara smakligt (slående eller glad) för de flesta av de naturliga pollinatorerna för dessa växter.

Vissa författare betraktar denna egenskap som en mekanism för förebyggande av ospecifika blommiga besökare, medan andra tror att deras närvaro har att göra med nedbrytningen av cellväggar i svampar eller bakterier nektarier.

Inom medicin

D-xylos används också som mellanhand i läkemedelsstillverkning med terapeutiska funktioner. Det används som en sockerersättning för antiboniska ändamål (anti-caries).

På veterinärområdet används det för Jugorion -testet och på samma sätt är det involverat i förfaranden för att utvärdera tarmsabsorptionskapaciteten för enkla socker hos människor hos människor.

Inom industrin

Som nämnts tidigare, en av de vanligaste användningarna av xylosen (Food and Drug Administration, Drug and Food Administration).  

Produktionen av alternativa bränslen såsom etanol uppnås främst tack vare jäsningen av kolhydrater som finns i växtbiomassa, som representerar en långvarig källa till nämnda alkohol.

Xylosen är det näst vanligaste kolhydratet i naturen, eftersom det är en del av hemicellulosa, en heteropolysackarid som finns i cellväggen i växtcellerna och det är en viktig del av fibrerna i träet.

Mycket ansträngning utförs för närvarande för att uppnå jäsningen av detta socker för att producera mer etanol från växtvävnaden, med hjälp av genetiskt modifierade mikroorganismer för detta ändamål (särskilt bakterier och jäst).

Kan tjäna dig: DNA -polymeras

Effekter av xylos på djurmetabolism

Xylosen verkar vara mycket lite utnyttjad av monogastriska djur (djur med en enda mage, annorlunda än idisslare djur, med mer än en gastrisk kavitet).

Både hos fåglar och grisar, när alltför D-xilosa ingår i sin dagliga diet, kan en linjär minskning av den genomsnittliga dagliga viktökningen, i effektiviteten av mat och i innehållet av torrmaterial som utsöndras.

Detta förklaras av oförmågan hos de flesta djur för nedbrytning av hemicellulosapolymerer, så olika forskningsgrupper har gett uppgiften att leta efter alternativ som exogena enzymer, inkludering av probiotika och mikroorganismer i kosten etc.

Mycket lite är känt om den metaboliska användningen av xylos i ryggradsdjur, men det är känt att dess tillägg som ett näringstillskott vanligtvis slutar som en utsöndringsprodukt i urin.

Referenser

1. Garrett, R., & Grisham, c. (2010). Biokemi (4: e upplagan.). Boston, USA: Brooks/Cole. Cengage Learning.
2. Huntley, n. F., & Tålamod, j. F. (2018). Xylos: Absorption, jäsning och postabsorptiv metabolism i grisen. Journal of Animal Science and Biotechnology, 9(4), 1-9.
3. Jackson, s., & Nicolson, S. W. (2002). Xylos när det gäller nektarsocker: Från biokemi till ekologi. Jämförande biokemi och fysiologi, 131, 613-620.
4. Jeffries, T. W. (2006). Teknik YaSs för xylosmetabolism. Nuvarande åsikt inom bioteknik, 17, 320-326.
5. Kotter, s., & Ciriacy, M. (1993). Xylosfermentering av Saccharomyces cerevisiae. Applo. Mikrobiol. Bioteknik, 38, 776-783.
6. Mathews, C., Van Holde, K., & Ahern, K. (2000). Biokemi (3: e upplagan.). San Francisco, Kalifornien: Pearson.
7. Miller, m., & Lewis, h. (1932). Pentose metabolism. J. Biogus. Kem., 98, 133-140.
8. Nationellt centrum för bioteknikinformation. Pubchemdatabas. (+)-xylos, cid = 644160, www.Pub.Ncbi.Nlm.Nih.GOV/COMUNUND/644160 (åtkom på APR. 12, 2019)
9. Schneider, h., Wang, s., Chan och., & Illaleszka, r. (1981). Omvandling av d-xylos till ethanol av jäst pachysolen tannophilus. Bioteknikbrev, 3(2), 89-92.