Pentøse egenskaper, biosyntese, funksjoner

De Pentosas De er monosakkarider som har fem karbonatomer og hvis empiriske formel er c₅H₁₀ENTEN₅. I likhet med andre monosakkarider er pentose polyhydroksylerte sukker som kan være aldose (hvis de har en aldehydgruppe) eller ketosas (hvis de har en Cetona -gruppe).

En av de metabolske destinasjonene av glukose hos dyr og vaskulære planter er oksidasjon via pentosefosfat for å produsere 5-fosfat ribose, en pentose som vil være en del av DNA.

Kilde: Neurotoger [Public Domain]

Andre veier transformerer glukose (ved handling av isomeraser, kinaser og epicheraser) til xylulose og arabinøs pentose, som har strukturelle funksjoner. Fermentering for mikroorganismer er viktig i bioteknologi.

[TOC]

Kjennetegn

I alle monosakkarider, inkludert pentose, kan den absolutte konfigurasjonen av det chirale senteret lenger fra karbonkarbonet i pentosasen (C-4) være D-Glyceraldehyd eller L-glyceraldehyden. Dette avgjør om pentosen er en enantiomer d eller l.

Aldopentasene har tre chirale sentre (C-2, C-3, C-4) mens ketusene har to chirale sentre (C-3, C-4).

I naturen er pentose med konfigurasjon d rikere enn pentose med L -konfigurasjon. Aldopentosas med konfigurasjon D er: arabinøs, lixøs, ribose og xylose. Cetopentases med D -konfigurasjon er: ribulosa og xylulose.

Pentosaser kan sykles ved karbonylreaksjoner av aldehyd eller cetona -funksjon, med en sekundær hydroksylgruppe i en intramolekylær reaksjon, for å danne hemiacetaler eller sykliske hemicetals. Pentosas kan danne pyraner eller furanas.

Aldehydgruppen av aldopentasene, som i all aldose. Det dannede produktet kalles aldonsyre. Denne monokarboksylsyren kan oppleve en annen oksidasjon, som oppstår i karbon 6, en primær alkohol, blir omdannet til en dikarboksylsyre, kalt aldarsyre.

Kan tjene deg: Flora og Fauna of Entre Ríos: Representative arter

Pentosas som strukturelle komponenter

Analysen av sammensetningen av cellulose og lignin avslører at begge stoffene består av sekskant og pentosaer, og er de like eller mer rikelig Hexos (opptil to ganger) enn pentose.

Cellulose og hemicellulose finnes på celleveggen til planter. Cellulosekrystallinske mikrofibriller omgir amorf hemicellulose, og er innebygd i en ligninmatrise. Cellulose er hovedsakelig sammensatt av glukose og andre sukker som Celobious, Zestrious og Zestray.

Hemicellulose er en heteropolysa av korte konsekvenser sammensatt av hexosses, d-glycose, d-galaktose og d-mosease og pentosas, hovedsakelig d-xilosa og d-kyrabinosa.

I lignocellulosisk avfall er andelen xylose større enn arabinøs. Pentosas representerer 40% av de totale sukkerene (Hexosas + Pentosas). Typene av tre er differensiert av substitusjonene som Xilanos besøker.

Hemicellulose er klassifisert i henhold til sukkerrestene som den har. Typen og mengden hemicellulose varierer mye avhengig av planten, typen vev, tilstanden av vekst og fysiologiske forhold. D-Xilano er den mest tallrike pentosen i løvfellende og bartrær.

Biosyntese av pentosas

I naturen er de mest tallrike pentosaene D-xylose, L-arabinosa og D-libose og D-Arabinol og Ribitol Pentitols. Annen pentose er veldig sjeldne, eller det er ingen.

I planter er Calvin-syklusen en kilde til fosforylert sukker som D-Frucease-6-fosfat, som kan transformeres til D-glukose-6-fosfat. En fosfogomutase katalyserer interkonversjonen av D-glukose-6-fosfat i D-glukose-1-fosfat.

UDP-glukose enzys fosforilasa katalyserer dannelsen av UDP-glukosa fra uridin-trifosfat (UTP) og D-glukosa-1-fosfat. Reaksjonen som følger består av en oksidreduksjon, der NAD⁺ Godta UDP-glukoseelektroner, som blir UDP-Glucuronato. Sistnevnte opplever en dekarboksylering og konverteres til UDP-Xilosa.

Kan tjene deg: hudpust: Kjennetegn og eksempler på dyr

UDP-arabinosa 4-epimerasen katalyserer omdannelsen av UDP-Xilosa i UDP-Yarabinosa, og er en reversibel reaksjon. Begge UDP-subcuts (UDP-Xilosa og UDP-Arabinosa) kan brukes til hemicellulose-biosyntese.

Calvin-syklusen produserer også pentosefosfat som 5-fosfat ribose, en aldosa, 5-fosfat ribulose eller en ketose, som tjener til å fikse karbondioksid.

I Escherichia coli, L-arabinosa blir omgjort til L-libulous av en isomerase L-arabinøs. Deretter blir L-libuløs først transformert til L-libuløst 5-fosfat og deretter i D-Xilulosa 5-fosfat ved virkningen av L-libulokiner og L-libuløs 5-fosfatepimherase.

Fermentering av pentose for å produsere etanol

Etanol produseres kommersielt ved gjæring og ved kjemisk syntese. Fermentering Etanolproduksjon krever at mikroorganismer bruker heksosous og pentøs som en kilde til energi. Å skaffe etanol fra pentose er større hvis begge sukkerene er til stede i store mengder.

Mange organismer, som gjær, filamentøse sopp og bakterier, kan gjære xylose og arabinøs ved temperaturer mellom 28 ºC og 65 ºC og med en pH mellom 2 og 8, og produserer alkohol.

Noen belastninger av Candida sp. De har evnen til å vokse bare fra D-Xilosa, etanol er det viktigste gjæringsproduktet. Gjærene som best gjærer xylosen til etanol er Bretanomyces sp., Candida sp., Hansenula sp., Kluyveromyces sp., Pachysolen sp. og Sakkaromices sp.

Den filamentøse soppen Fusarium oxysporum Fermenta glukose til etanol, produserer karbondioksid. Denne soppen er også i stand til å konvertere D-xylose til etanol. Imidlertid er det andre sopp hvis gjæringskapasitet til D-Xilosa er større. Disse inkluderer Mucor sp. og Neurospora crassa.

Mange bakterier kan bruke hemicellulose som energikilde, men gjæringen av sukker produserer andre stoffer i tillegg til etanol, for eksempel organiske syrer, ketoner og gasser.

Kan tjene deg: trofiske forhold: konsept og eksempler

Vanligste pentosas: struktur og funksjon

Ribosa

Rib -symbol. Det er en aldopentosa og D-libosen enantiomer er rikere enn L-libosen. Løselig i vann. Det er en metabolitt av pentosa fosfatbanen. Ribosen er en del av RNA. Deoxi-libose er en del av DNA.

Arabinose

Ara -symbolet. Det er en aldopentosa, den l-arabinøse enantiulo er rikere enn D-Arabinosa. Arabinøs er en del av plantenes cellevegg.

Xylose

Xylsymbol. Det er en aldopentosa, D-Xilosa enantiomer er rikere enn L-Xilosa. Den er til stede i celleveggen til planter og er rikelig i mange typer tre. Det er også til stede i bomullsfrøskallet og La Concha de Pacana.

Ribulosa

Gni symbol. Det er en Zea, den d-libuløse enantiomeren er rikere enn L-libulous. Det er en metabolitt av pentosa fosfatveien og er til stede i planter og dyr.

Referanser

1. Cui, s. W. 2005. Matkarbohydrater: Kjemi, fysiske egenskaper og applikasjoner. CRC Press, Boca Raton.
2. Heldt, h. W. 2005. Plantebiokjemi. Elsevier, Amsterdam.
3. Nelson, d. L., Cox, m. M. 2017. Lehninger prinsipper for biokjemi. W. H. Freeman, New York.
4. Preiss, J. 1980. Biokjemi av planter En omfattende Treesse, bind 3 - Karbohydrater: Struktur og funksjon. Academic Press, New York.
5. Singh, a., Mishra, p. nitten nitti fem. Pentose Usation Microbial: Current Applications in Biotechnology. Elsevier, Amsterdam.
6. Sinnott, m. L. 2007. Karbohydratkjemi og biokjemi -struktur og mekanisme. Royal Society of Chemistry, Cambridge.
7. Stick, r. V., Williams, s. J. 2009. Karbohydrater: De essensielle molekylene i livet. Elsevier, Amsterdam.
8. Voet, d., Voet, J. G., Pratt, c. W. 2008. Grunnleggende om biokjemi - Liv på molekylært nivå. Wiley, Hoboken.