Ciri -ciri, Struktur dan Fungsi Xilosa

The xylose Ia adalah monosakarida dari lima atom karbon yang mempunyai kumpulan berfungsi aldehid, jadi ia diklasifikasikan, bersama -sama dengan gula berkaitan lain seperti ribosa dan arabinous, dalam kumpulan aldopentosas.

Koch, pada tahun 1881, adalah yang pertama untuk menemuinya dan mengasingkannya dari kayu. Sejak itu banyak saintis mengklasifikasikannya sebagai salah satu gula yang paling "jarang" dan luar biasa yang diberikan kesukaran dan kos mereka memperoleh.

Unjuran Fisher untuk D- dan L-xilosa (Sumber: Akane700 [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/lesen/by-sa/3.0)] melalui Wikimedia Commons)

Walau bagaimanapun, pada tahun 1930, sebuah koperasi Amerika berjaya mendapatkannya dari kulit benih kapas, bahan yang lebih murah, dan sejak itu ia menjadi popular sebagai gula yang diperolehi pada harga yang setanding dengan pengeluaran sukrosa.

Pada masa ini, pelbagai kaedah digunakan untuk mengasingkannya dari kayu dari pelbagai spesies tumbuhan berkayu dan beberapa produk sisa.

Derivatifnya digunakan secara meluas sebagai pemanis dalam makanan dan minuman yang dibangunkan untuk orang kencing manis, kerana mereka tidak menyumbang kepada peningkatan tahap glukosa darah. Derivatif yang paling disintesis dan digunakan sebagai pemanis adalah xilitol.

Penggunaan xylose sebagai sumber karbon dalam industri penapaian alkohol telah menjadi masa ini di salah satu perkara penting dalam penyelidikan saintifik.

[TOC]

Ciri -ciri

Seperti glukosa, xylose mempunyai rasa manis dan beberapa kajian telah membuktikan bahawa ia mempunyai kira -kira 40% rasa glukosa manis.

Sebagai reagen, ia dicapai secara komersil sebagai serbuk kristal putih. Ia mempunyai, seperti banyak gula pentous lain, berat molekul yang sekitar 150.13 g/mol dan formula molekul C5H10O5.

Memandangkan struktur kutubnya, monosakarida ini mudah larut dalam air dan mempunyai titik lebur sekitar 150 ° C.

Boleh melayani anda: Flora dan Fauna Tlaxcala: Spesies Lebih Banyak Perwakilan

Struktur

Isomer atau isomer yang paling biasa adalah D-xilosa, manakala bentuk L-xylose adalah apa yang diperolehi oleh sintesis kimia untuk kegunaan komersial.

Karbohidrat ini mempunyai empat kumpulan OH dan terima kasih kepada kumpulan aldehid percuma, dianggap sebagai gula mengurangkan. Seperti gula lain, bergantung pada medium di mana anda berada, ia boleh dengan cara yang berbeza (berkenaan dengan bentuk cincinnya).

Unjuran Haworth untuk Xylose (Sumber: Neurotokeker [Domain Awam] melalui Wikimedia Commons)

Isomer kitaran (hemiacetals) boleh didapati dalam larutan seperti pyrans atau furans, iaitu, sebagai cincin enam atau lima pautan yang seterusnya, bergantung kepada kedudukan anomerik kumpulan hidroksil (-OH), mereka boleh mempunyai lebih isomerik bentuk.

Fungsi

Dalam sel

Seperti sakarida lain seperti glukosa, fruktosa, galaktosa, tangan dan arabinous, serta beberapa gula derivatif amino, D-xylose adalah monosakarida yang boleh dijumpai sebagai bahagian struktur polysaccharides besar.

Ia mewakili lebih daripada 30% bahan yang diperolehi daripada hidrolisis hemiselulosa asal tumbuhan dan boleh ditapai ke etanol oleh beberapa bakteria, ragi dan kulat.

Sebagai penyusun utama polimer xilano dalam tumbuhan, xylose dianggap sebagai salah satu karbohidrat yang paling banyak di bumi selepas glukosa.

Hemicellulose kebanyakannya terdiri daripada arabinoxylano, polimer yang kerangka terdiri daripada xilosas yang dikaitkan dengan pautan β -1,4, di mana dalam kumpulan -OH kedudukan 2 'atau 3' boleh disatukan oleh sisa arabinous. Pautan ini boleh direndahkan oleh enzim mikroba.

Melalui laluan metabolik fosfat pentose dalam organisma eukariotik, xylose dibina dengan xylulose-5-P, yang berfungsi sebagai perantara laluan ini untuk sintesis nukleotida berikutnya.

Xylose dalam nektar

Sehingga lebih dari satu dekad yang lalu, gula utama yang terdapat di nektar bunga adalah glukosa, fruktosa dan sukrosa. Walaupun mereka, dua genre keluarga Proteaceae mempunyai monosakarida keempat: xylose.

Boleh melayani anda: 12 peringkat pembangunan manusia dan ciri -cirinya

Jantina Protea  dan Faurea Mereka mempunyai sakarida ini dalam kepekatan sehingga 40% dalam nektar mereka, fakta yang sukar untuk dijelaskan kerana nampaknya tidak sesuai (menarik atau gembira) untuk kebanyakan penyuap semula jadi tumbuhan ini.

Beberapa penulis menganggap ciri ini sebagai mekanisme pencegahan pelawat bunga tidak spesifik, sementara yang lain berpendapat bahawa kehadiran mereka ada kaitan dengan kemerosotan dinding sel kulat atau bakteria nektari.

Dalam bidang perubatan

D-xylose juga digunakan sebagai perantara dalam pembuatan dadah dengan fungsi terapeutik. Ia digunakan sebagai pengganti gula untuk tujuan antibonik (anti-karies).

Di dalam bidang doktor haiwan, ia digunakan untuk ujian jugorion dan dengan cara yang sama ia terlibat dalam prosedur untuk menilai kapasiti penyerapan usus gula mudah pada manusia di manusia.

Dalam industri

Seperti yang dinyatakan sebelum ini, salah satu kegunaan xylose yang paling biasa (Pentadbiran Makanan dan Ubat-Ubatan, Pentadbiran dadah dan makanan).  

Pengeluaran bahan api alternatif seperti etanol terutamanya dicapai terima kasih kepada penapaian karbohidrat yang hadir dalam biomas tumbuhan, yang mewakili sumber alkohol yang panjang.

Xylose adalah karbohidrat kedua yang paling banyak, kerana ia adalah sebahagian daripada hemiselulosa, heteropolysaccharide yang terdapat di dinding sel sel tumbuhan dan yang merupakan bahagian penting dari gentian di dalam kayu.

Banyak usaha yang dilakukan pada masa ini untuk mencapai penapaian gula ini untuk menghasilkan lebih banyak etanol dari tisu tumbuhan, menggunakan mikroorganisma yang diubahsuai secara genetik untuk tujuan ini (terutama bakteria dan ragi).

Boleh melayani anda: polimere DNA

Kesan xilosa pada metabolisme haiwan

Xylose nampaknya sangat sedikit dieksploitasi oleh haiwan monogastrik (haiwan dengan perut tunggal, berbeza dengan haiwan ruminan, dengan lebih dari satu rongga gastrik).

Kedua-dua burung dan babi, apabila terlalu d-xilosa dimasukkan ke dalam diet hariannya, penurunan linear dalam purata berat badan harian, dalam kecekapan makanan dan kandungan bahan kering yang dikeluarkan dapat diperhatikan.

Ini dijelaskan oleh ketidakupayaan kebanyakan haiwan untuk kemerosotan polimer hemiselulosa, jadi kumpulan penyelidikan yang berbeza telah memberikan tugas mencari alternatif seperti enzim eksogen, kemasukan probiotik dan mikroorganisma dalam diet, dll.

Sangat sedikit diketahui mengenai penggunaan metabolik xilosa dalam vertebrata, bagaimanapun, diketahui bahawa penambahannya sebagai suplemen pemakanan biasanya berakhir sebagai produk perkumuhan dalam air kencing.

Rujukan

1. Garrett, r., & Grisham, c. (2010). Biokimia (Edisi ke -4.). Boston, Amerika Syarikat: Brooks/Cole. Pembelajaran Cengage.
2. Huntley, n. F., & Kesabaran, j. F. (2018). Xylose: penyerapan, penapaian, dan metabolisme pasca penyerapan di babi. Jurnal Sains Haiwan dan Bioteknologi, 9(4), 1-9.
3. Jackson, s., & Nicolson, s. W. (2002). Xylose untuk gula nektar: dari biokimia ke ekologi. Biokimia dan Fisiologi Perbandingan, 131, 613-620.
4. Jeffries, t. W. (2006). Kejuruteraan yast untuk metabolisme xylose. Pendapat semasa dalam Bioteknologi, 17, 320-326.
5. Kotter, ms., & Ciriacy, m. (1993). Xylose Fermentation oleh Saccharomyces cerevisiae. Appl. Microbiol. Biotechnol, 38, 776-783.
6. Mathews, c., Van holde, k., & Ahern, k. (2000). Biokimia (Edisi ke -3.). San Francisco, California: Pearson.
7. Miller, m., & Lewis, h. (1932). Metabolisme Pentosse. J. Biol. Chem., 98, 133-140.
8. Pusat Kebangsaan Maklumat Bioteknologi. Pangkalan data PUBCHEM. (+)-xylose, CID = 644160, www.Pubchem.NCBI.NLM.NIH.Gov/Comunund/644160 (diakses di APR. 12, 2019)
9. Schneider, h., Wang, ms., Chan, dan., & Illaleszka, r. (1981). Penukaran D-xylose ke dalam ethanol oleh tannophilus pachysolen yis. Surat Bioteknologi, 3(2), 89-92.