Ciri -ciri Pentous, Biosintesis, Fungsi

The Pentosas Mereka adalah monosakarida yang mempunyai lima karbon dan formula empirikalnya adalah c₅H₁₀Sama ada₅. Sama dengan monosakarida lain, pentose adalah gula polyhydroxylated yang boleh menjadi aldose (jika mereka mempunyai kumpulan aldehid) atau ketosas (jika mereka mempunyai kumpulan cetona).

Salah satu destinasi metabolik glukosa pada haiwan dan tumbuhan vaskular adalah pengoksidaan melalui pentos fosfat untuk menghasilkan ribosa 5-fosfat, pentos yang akan menjadi sebahagian daripada DNA.

Sumber: Neurotoger [Domain Awam]

Laluan lain mengubah glukosa (dengan tindakan isomerase, kinase dan epicherase) ke dalam pentose xylulose dan arabinous, yang mempunyai fungsi struktur. Penapaiannya untuk mikroorganisma penting dalam bioteknologi.

[TOC]

Ciri -ciri

Dalam semua monosakarida, termasuk pentos, konfigurasi mutlak pusat kiral lebih jauh dari karbon karbonil pentosase (C-4) boleh menjadi D-gliseraldehyde atau L-gliseraldehyde. Ini menentukan sama ada pentose adalah enantiomer d atau l.

Aldopentases mempunyai tiga pusat kiral (C-2, C-3, C-4) manakala ketus mempunyai dua pusat kiral (C-3, C-4).

Secara semula jadi, pentos dengan konfigurasi d lebih banyak daripada pentose dengan konfigurasi l. Aldopentosas dengan konfigurasi D ialah: Arabinous, lixous, ribose dan xylose. Cetopentases dengan konfigurasi d ialah: ribulosa dan xylulose.

Pentosase boleh dikitar dengan reaksi karbonyl fungsi aldehid atau cetona, dengan kumpulan hidroksil sekunder dalam tindak balas intramolekul, untuk membentuk hemiacetals atau hemicetal kitaran. Pentosas boleh membentuk pyrans atau furanas.

Kumpulan aldehida aldopentase, seperti dalam semua aldose. Produk yang terbentuk dipanggil Asid Aldonic. Asid monokarboxylic ini boleh mengalami pengoksidaan kedua, yang berlaku dalam karbon 6, alkohol utama, ditukar menjadi asid dicarboxylic, yang dipanggil asid aldaric.

Boleh melayani anda: Flora dan Fauna Entre Ríos: Spesies Wakil

Pentosas sebagai komponen struktur

Analisis komposisi selulosa dan lignin mendedahkan bahawa kedua -dua bahan terdiri daripada heksus dan pentosas, yang sama atau lebih banyak hexos (sehingga dua kali) daripada pentose.

Selulosa dan hemiselulosa terdapat di dinding sel tumbuhan. Mikrofibril kristal selulosa mengelilingi hemiselulosa amorf, yang tertanam dalam matriks lignin. Selulosa terutamanya terdiri daripada glukosa dan gula lain seperti celobious, zestrious dan zesray.

Hemicellulose adalah heteropolysa dari kesan pendek yang terdiri daripada hexosses, D-glikos, D-galactose dan D-Mosease dan pentosas, terutamanya D-xilosa dan D-tirinosa.

Dalam sisa lignoselulosa, perkadaran xilosa lebih besar daripada arabinous. Pentosas mewakili 40% daripada jumlah gula (hexosas + pentosas). Jenis kayu dibezakan oleh penggantian yang dimiliki oleh xilanos.

Hemiselulosa diklasifikasikan mengikut sisa gula yang ada. Jenis dan jumlah hemiselulosa berbeza -beza bergantung kepada tumbuhan, jenis tisu, keadaan pertumbuhan dan keadaan fisiologi. D-xilano adalah pentos yang paling banyak di pokok daun dan konifer.

Biosintesis pentosas

Secara semula jadi, pentosas yang paling banyak adalah D-xylose, L-arabinosa dan D-libose dan D-arabinol dan ribitol pentitols. Pentosa lain sangat jarang berlaku atau tidak ada.

Dalam tumbuhan, kitaran Calvin adalah sumber gula fosforilasi seperti D-frucease-6-fosfat, yang boleh diubah menjadi D-glukosa-6-fosfat. Fosfogomutase memangkin interconversion D-glukosa-6-fosfat dalam D-glukosa-1-fosfat.

UDP-glukosa enzys fosforilasa memangkinkan pembentukan UDP-glucosa dari uridin-triphosphate (UTP) dan D-glucosa-1-fosfat. Reaksi yang berikut terdiri daripada pengurangan oksida, di mana NAD⁺ Terima elektron UDP-glukosa, yang menjadi UDP-glucuronato. Yang terakhir mengalami decarboxylation dan ditukar menjadi UDP-xilosa.

Boleh melayani anda: pernafasan kulit: ciri dan contoh haiwan

UDP-Arabinosa 4-epimerase memangkinkan penukaran UDP-xilosa dalam UDP-Yarabinosa, menjadi tindak balas yang boleh diterbalikkan. Kedua-dua UDP-Subcuts (UDP-Xilosa dan UDP-Arabinosa) boleh digunakan untuk biosintesis hemiselulosa.

Kitaran Calvin juga menghasilkan pentos fosfat seperti ribosa 5-fosfat, aldosa, ribulosa 5-fosfat atau ketose, yang berfungsi untuk memperbaiki karbon dioksida.

Dalam Escherichia coli, L-Arabinosa diubah menjadi L-libulous oleh isomerase L-Arabinous. Kemudian, L-libulous mula-mula diubah menjadi 5-fosfat L-libulous dan kemudian dalam D-xilulosa 5-fosfat oleh tindakan L-libulokin dan l-libulous 5-fosfat epimherase.

Penapaian pentos untuk menghasilkan etanol

Ethanol dihasilkan secara komersil oleh penapaian dan sintesis kimia. Pengeluaran etanol penapaian memerlukan mikroorganisma untuk menggunakan hexosous dan pentous sebagai sumber tenaga. Mendapatkan etanol dari pentosa lebih besar jika kedua -dua gula hadir dalam kuantiti yang banyak.

Banyak organisma, seperti ragi, kulat filamen dan bakteria, boleh menanam xylose dan arabinous pada suhu antara 28 ºC dan 65 ºC dan dengan pH antara 2 dan 8, menghasilkan alkohol.

Beberapa strain Candida sp. Mereka mempunyai keupayaan untuk berkembang hanya dari d-xilosa, etanol menjadi produk penapaian utama. Ragi yang terbaik fermentasi xylose ke etanol adalah Bretanomyces sp., Candida sp., Hansenula sp., Kluyveromyces sp., Pachysolen sp. dan Saccharomices sp.

Kulat filamen Fusarium oxysporum Glukosa Fermenta ke Ethanol, Menghasilkan Karbon Dioksida. Kulat ini juga dapat menukar D-xylose ke dalam etanol. Walau bagaimanapun, terdapat kulat lain yang kapasiti penapaian D-xilosa lebih besar. Ini termasuk Mucor sp. dan Neurospora Crassa.

Ramai bakteria boleh menggunakan hemiselulosa sebagai sumber tenaga, tetapi penapaian gula menghasilkan bahan lain selain etanol, seperti asid organik, keton dan gas.

Boleh melayani anda: Hubungan trophik: konsep dan contoh

Pentosas yang paling biasa: Struktur dan Fungsi

Ribosa

Simbol tulang rusuk. Ia adalah aldopentosa dan enantiomer d-libose lebih banyak daripada l-libose. Larut dalam air. Ia adalah metabolit laluan fosfat pentosa. Ribosa adalah sebahagian daripada RNA. Deoxi-libose adalah sebahagian daripada DNA.

Arabinose

Simbol ara. Ia adalah aldopentosa, enantiulo l-arabinous lebih banyak daripada d-arabinosa. Arabinous adalah sebahagian daripada dinding sel tumbuhan.

Xylose

Simbol xyl. Ia adalah aldopentosa, enantiomer d-xilosa lebih banyak daripada l-xilosa. Ia terdapat di dinding sel tumbuhan dan banyak dalam pelbagai jenis kayu. Ia juga terdapat di shell benih kapas dan la concha de pacana.

Ribulosa

Simbol gosok. Ia adalah zea, enantiomer d-libulous lebih banyak daripada l-libulouse. Ia adalah metabolit jalan fosfat pentosa dan terdapat dalam tumbuhan dan haiwan.

Rujukan

1. Cui, s. W. 2005. Karbohidrat Makanan: Kimia, Sifat Fizikal, dan Aplikasi. CRC Press, Boca Raton.
2. Heldt, h. W. 2005. Biokimia tumbuhan. Elsevier, Amsterdam.
3. Nelson, d. L., Cox, m. M. 2017. Prinsip Biokimia Lehninger. W. H. Freeman, New York.
4. Preiss, J. 1980. Biokimia Tanaman A Treesse Komprehensif, Jilid 3 - Karbohidrat: Struktur dan Fungsi. Akhbar Akademik, New York.
5. Singh, a., Mishra, ms. Sembilan-belas sembilan puluh lima. Mikrob Penggunaan Pentosa: Aplikasi Semasa dalam Bioteknologi. Elsevier, Amsterdam.
6. Sinnott, m. L. 2007. Struktur dan mekanisme biokimia karbohidrat. Royal Society of Chemistry, Cambridge.
7. Tongkat, r. V., Williams, s. J. 2009. Karbohidrat: Molekul Kehidupan Penting. Elsevier, Amsterdam.
8. Voet, d., Voet, j. G., Pratt, c. W. 2008. Asas Biokimia - Kehidupan di peringkat molekul. Wiley, Hoboken.