Trehalosa -egenskaper, struktur, funksjoner

De Trehalosa Det er et disakkarid dannet av to a-D-glukose som finnes i mange insekter, sopp og mikroorganismer, men ikke kan syntetiseres av virveldyr. Som sukrose er det et ikke -reduserende disakkarid, og som kan danne enkle krystaller.

Trehalosa er et karbohydrat med liten søtningskraft, veldig løselig i vann og brukes som energikilde og for dannelse av kitineksoskjelett i mange insekter. Det er en del av cellemembranene til flere insekter og mikroorganismer, som syntetiserer det.

Haworth -representasjon for Trehalosa (kilde: FVASCONCELLOS 18:56, 17. april 2007 (UTC) [Public Domain] via Wikimedia Commons)

Det brukes i matindustrien som stabilisator og fuktighetskrem. Den er til stede i sukkerrørjuice som et produkt dannet etter kuttet av stokken, og er spesielt stabil for oppvarming og det sure miljøet.

I den menneskelige tarmen, på grunn av enzymet trehalase (til stede i tynntarmenes villi), dekomponerer trehalosen til glukose, som blir absorbert sammen med natrium. Fraværet av trehalase gir soppintoleranse.

[TOC]

Egenskaper og struktur

Trehalosa ble først beskrevet av Wiggers i 1832 som en ukjent sukker til stede i "Cornez of the Centeno" (Claviceps purpurea), en giftig sopp.

Deretter fant Berthelot henne i kapulos av en bille som heter Larinus maculata, ofte kalt Trehala. Derfra stammer navnet til Trehalosa.

Trehalose (α-D-glukopyranosyl α-D-glukopyranosid) er et ikke-reduserende disakkarid der to D-glycose-rester blir sammen, en med hverandre, gjennom et anomer hydrogen. Trehalosa er vidt distribuert i planter, gjær, insekter, sopp og bakterier, men finnes ikke i virveldyr.

Kan tjene deg: aldosteron: funksjoner, syntese, virkningsmekanisme

Kitinet til eksoskjelettet til insekter er dannet fra UDP-N-acetyl-glukosamin ved virkningen av en glykosyltransferase kalt syntetasa fjerning. Hos insekter blir UDP-N-acetyl-glukosamin syntetisert fra trehalosen.

Biosyntese

Det er fem hovedveier for biosyntesen av trehalosaen, hvorav tre er de vanligste.

Den første ble beskrevet i gjær og involverer kondensering av UDP-glukose og glukose 6-fosfat ved glykosyltransferase trehalose 6-syntetert fosfat.

Den andre ruten ble først beskrevet i arten av slekten Pimelobacter og innebærer transformasjon av maltosen til en trehalosa, en reaksjon katalysert av syntetaseenzymet, en transglucosidase.

Den tredje ruten er beskrevet i forskjellige prokaryote sjangre, og innebærer isomerisering og hydrolyse av maltoseterminalresten av et malto-oligosakkarid på grunn av virkningen av en serie enzymer for å produsere trehalosa.

Mens de fleste organismer bare bruker en av disse traséene for dannelse av trehalosa, bruker mykobakterier og korinebakterier de tre måtene for syntese av trehalosa.

Trehalose hydrolyseres av en hydrolase glukóside kalt trehalase. Mens virveldyr ikke syntetiserer trehalosa, oppnås det i tarmen når den inntakes og hydrolyseres av trehalasen.

Industrielt syntetiseres trehalosen enzymetisk fra et maisstivelsessubstrat med malto-oligosyltrothalose-enzymet Arthrobacter Ramosus.

Funksjoner

Tre grunnleggende biologiske funksjoner for trehalosa er blitt beskrevet.

1- som karbon- og energikilde.

2- Som stressbeskytter (tørke, saltning av jord, varme og oksidativt stress).

Kan tjene deg: negativ farging

3- Som signalmolekyl eller regulatorisk metabolisme av planter.

Sammenlignet med andre sukkerarter, har Trehalosa en mye større ferdighet for å stabilisere membraner og proteiner mot dehydrering. I tillegg beskytter trehalosa celler mot oksidativt og kalorisk stress.

Noen organismer kan overleve selv når de har mistet opptil 90% av vanninnholdet og denne evnen, i mange tilfeller er det relatert til produksjon av store mengder trehalosa.

For eksempel under langsom dehydrering, nematoden Aphelenchus Avenae Den konverterer mer enn 20% av tørrvekten, og overlevelsen er relatert til syntesen av dette sukkeret.

Trehalosas evne til å fungere som en beskytter av lipid Bilay. Dette forhindrer mot fusjon og separasjon av membranalfasene, og unngår derfor dens samlivsbrudd og oppløsning.

Strukturkonformasjonen av Almeja Trehalosa (Bivalvo), dannet av to sukkerringer som er møtt med hverandre, tillater å beskytte proteiner og aktivitet av mange enzymer. Trehalosa er i stand til å danne ikke -krystallinske glasslegerstrukturer under dehydreringsforhold.

Å være et vidt distribuert betydelig disakkarid, er det også en del av strukturen til mange oligosakkarider som er til stede i virvelløse planter og dyr.

Det er det viktigste karbohydratet til insekthemolymfe og konsumeres raskt i intense aktiviteter som flyging.

Funksjoner i bransjen

I matindustrien brukes det som et stabiliserende og fuktighetsgivende middel, og er mulig å finne det i smaksatt melkedrikker, kalde te, bearbeidede produkter basert på fisk eller pulverformede produkter. Den har også applikasjoner i legemiddelindustrien.

Kan tjene deg: biomaterialer

Den brukes til å beskytte frosne matvarer og, være stabil for temperaturendringer, for å unngå mørke fargeendring mot drikke. Det brukes også til å undertrykke lukt.

På grunn av sin store fuktighetsgivende kraft og proteinbeskyttende funksjon, er den inkludert i mange produkter som er bestemt for hud- og hårpleie.

Industrielt brukes det også som søtstoff i erstatning av sukker i søtsaker og bakerier, sjokolade og alkoholholdige drikker.

Eksperimentelle biologiske funksjoner

Hos eksperimentelle dyr har noen studier vist at trehalosa er i stand til å aktivere et gen (Aloxe 3) som forbedrer insulinfølsomheten, reduserer leverglukose og øker fettmetabolismen. Disse undersøkelsene virker lovende i fremtiden for behandling av overvekt, fet lever og type II -diabetes.

Andre arbeider har vist noen fordeler med bruk av trehalosa hos eksperimentelle dyr, for eksempel økningen i makrofagaktivitet for å redusere skremmende plater og dermed "rengjøre arteriene".

Disse dataene er veldig viktige, siden de i fremtiden vil tillate å forebygge noen veldig hyppige hjerte- og karsykdommer effektivt forebygging av noen veldig hyppige kardiovaskulære sykdommer.

Referanser

1. Crowe, J., Crowe, l., & Chapman, D. (1984). Bevaring av membraner i anhydrobiotiske organismer: Trehalose rolle. Vitenskap, 223(4637), 701-703.
2. Elbein, a., Brød, og., Pastusazak, i., & Carroll, D. (2003). Ny innsikt om trehalose: multifunksjonelt molekyl. Glykobiologi, 1. 3(4), 17-27.
3. Finch, s. (1999). Karbohydrater: Strukturer, syntesser og dynamikk. London, Storbritannia: Springer-Science+Business Media, B.V.
4. Stick, r. (2001). Karbohydrater. De søte livets molekyler. Akademisk presse.
5. Stick, r., & Williams, S. (2009). Karbohydrater: De essensielle molekylene i livet (2. utg.). Elsevier.