Xilosa -egenskaper, struktur og funksjoner

De xylose Det er et monosakkarid av fem karbonatomer som har en aldehyd funksjonell gruppe, så det er klassifisert, sammen med andre relaterte sukker som ribose og arabinøs, i gruppen av aldopentosas.

Koch, i 1881, var den første som oppdaget det og isolerte den fra Wood. Siden den gang katalogiserte mange forskere det som en av de mest "sjeldne" og uvanlige sukkerarter gitt vanskene og kostnadene ved at de oppnår.

Fisher-projeksjon for D- og L-Xilosa (Kilde: Akane700 [CC BY-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lisenser/by-SA/3.0)] via Wikimedia Commons)

I 1930 klarte imidlertid et amerikansk kooperativ å skaffe den fra skallet til bomullsfrø, et mye billigere materiale, og siden ble det populært som et sukker oppnådd til priser som kan sammenlignes med de med produksjonen av sukrose.

For tiden brukes forskjellige metoder for å isolere det fra tre fra forskjellige arter av treholdige planter og noen avfallsprodukter.

Derivater er mye brukt som søtstoffer i mat og drikke utviklet for diabetiske mennesker, siden de ikke bidrar til økningen i blodsukkernivået. Det mest syntetiserte og brukte derivatet som søtstoff er xilitol.

Bruken av xylose som en kilde til karbon i alkoholfermenteringsindustrien har blitt disse tider i et av de viktigste punktene i vitenskapelig forskning.

[TOC]

Kjennetegn

Som glukose har xylosen en søt smak, og noen studier har bevist at den har omtrent 40% av den søte glukosesmaken.

Som et reagens oppnås det kommersielt som et hvitt krystallinsk pulver. Det har, som mange andre pentøse sukkerarter, en molekylvekt som er rundt 150.13 g/mol og en C5H10O5 molekylær formel.

Gitt sin polare struktur, er dette monosakkaridet lett oppløselig i vann og har et smeltepunkt rundt 150 ° C.

Kan tjene deg: Flora og Fauna of Tlaxcala: Mer representative arter

Struktur

Den vanligste isomeren eller isomeren i naturen er D-Xilosa, mens L-Xylose-formen er det som oppnås ved kjemisk syntese for kommersiell bruk.

Dette karbohydratet har fire OH -grupper, og takket være sin gratis aldehydgruppe regnes det som et reduserende sukker. Som andre sukkerarter, avhengig av mediet der du er, kan det være på forskjellige måter (med hensyn til formen på ringen).

Haworth -projeksjon for Xylose (Kilde: Neurotokeker [Public Domain] via Wikimedia Commons)

Sykliske isomerer (hemiacetaler) kan finnes i løsning som pyraner eller furaner, det vil si som ringer på seks eller fem koblinger som igjen, avhengig av plasseringen av hydroksylgruppen (-OH) anomerisk, kan ha mer isomer skjemaer.

Funksjoner

I celler

I likhet med andre sakkarider som glukose, fruktose, galaktose, hånd og arabinøs, så vel som noen amino-derivat sukker, er D-xylose et monosakkarid som ofte kan finnes som en strukturell del av store polysakkarider.

Det representerer mer enn 30% av materialet oppnådd fra hydrolyse av hemicellulose av planteopprinnelse og kan gjæres til etanol av noen bakterier, gjær og sopp.

Som den viktigste bestanddelen av Xilano -polymerer i planter, regnes xylose som et av de mest tallrike karbohydrater på jorden etter glukose.

Hemicellulosen er for det meste sammensatt av arabinoxylano, en polymer hvis skjelett består av xilosas koblet med β -1,4 lenker, der i -OH -gruppene av posisjoner 2 'eller 3' kan forenes med arabinøs avfall. Disse koblingene kan nedbrytes av mikrobielle enzymer.

Gjennom den metabolske banen til pentosefosfatet i eukaryote organismer, kataboliseres xylosen til xylulose-5-P, som fungerer som en mellomledd av denne ruten for den påfølgende syntesen av nukleotider.

Xylose i nektaren

Inntil for mer enn ti år siden var de viktigste sukkerene som ble funnet i blomsternektaren glukose, fruktose og sukrose. Til tross for dem har to sjangre fra Proteaceae -familien et fjerde monosakkarid: xylosen.

Kan tjene deg: de 12 stadiene av menneskelig utvikling og dens egenskaper

Kjønnene Protea  og Faurea De har dette sakkaridet i konsentrasjoner på opptil 40% i nektaren, et faktum som har vært vanskelig å forklare, siden det ikke ser ut til å være velsmakende (slående eller glad) for de fleste av de naturlige pollinatorene til disse plantene.

Noen forfattere anser denne egenskapen som en mekanisme for forebygging av ikke -spesifikke blomsterbesøkende, mens andre tror at deres tilstedeværelse har å gjøre med nedbrytningen av cellevegger i sopp eller bakterie nektarer.

I medisin

D-xylose brukes også som mellomledd i medikamentproduksjon med terapeutiske funksjoner. Det brukes som sukkererstatning for antiboniske formål (antikarer).

På veterinærfeltet brukes det til Jugorion -testen, og på samme måte er det involvert i prosedyrer for å evaluere tarmabsorpsjonskapasiteten til enkle sukker hos mennesker hos mennesker.

I bransjen

Som nevnt tidligere, en av de vanligste bruken av xylose (Food and Drug Administration, Drug and Food Administration).  

Produksjonen av alternative drivstoff som etanol oppnås hovedsakelig takket være gjæringen av karbohydrater som er til stede i plantebiomasse, som representerer en langvarig kilde til nevnte alkohol.

Xylose er den nest mest tallrike karbohydraten i naturen, siden den er en del av hemicellulose, et heteropolysakkarid som er til stede i celleveggen til plantecellene, og det er en viktig del av fibrene i treverket.

Det utføres for øyeblikket mye innsats for å oppnå gjæring av dette sukkeret for å produsere mer etanol fra plantevevet ved å bruke genmodifiserte mikroorganismer for dette formålet (spesielt bakterier og gjær).

Kan tjene deg: DNA -polymerase

Effekter av xylose på dyremetabolisme

Xylose ser ut til å være veldig lite utnyttet av monogastriske dyr (dyr med en enkelt mage, forskjellig fra drøvtyggere, med mer enn ett magesekk).

Både hos fugler og griser, når også D-Xilosa er inkludert i det daglige kostholdet, kan en lineær nedgang i den gjennomsnittlige daglige vektøkningen, i effektiviteten av mat og i innholdet av tørrstoff som utskilles.

Dette forklares med manglende evne til de fleste dyr for nedbrytning av hemicellulosepolymerer, så forskjellige forskningsgrupper har gitt oppgaven med å lete etter alternativer som eksogene enzymer, inkludering av probiotika og mikroorganismer i kostholdet, etc.

Svært lite er kjent om metabolsk bruk av xylose i virveldyr, men det er kjent at dets tilsetning som et ernæringstilskudd vanligvis ender som et utskillelsesprodukt i urin.

Referanser

1. Garrett, r., & Grisham, C. (2010). Biokjemi (4. utg.). Boston, USA: Brooks/Cole. Cengage Learning.
2. Huntley, n. F., & Tålmodighet, J. F. (2018). Xylose: absorpsjon, gjæring og postabsorptiv metabolisme hos grisen. Journal of Animal Science and Biotechnology, 9(4), 1-9.
3. Jackson, s., & Nicolson, S. W. (2002). Xylose når det gjelder nektarsukker: fra biokjemi til økologi. Sammenlignende biokjemi og fysiologi, 131, 613-620.
4. Jeffries, t. W. (2006). Engineering yasts for xylosemetabolisme. Nåværende mening i bioteknologi, 17, 320-326.
5. Kotter, p., & Ciriacy, m. (1993). Xylosefermentering av Saccharomyces cerevisiae. Appl. Mikrobiol. Biotechnol, 38, 776-783.
6. Mathews, c., Van Holde, K., & Ahern, K. (2000). Biokjemi (3. utg.). San Francisco, California: Pearson.
7. Miller, m., & Lewis, h. (1932). Pentosse metabolisme. J. Biol. Chem., 98, 133-140.
8. Nasjonalt senter for bioteknologiinformasjon. PubChem -database. (+)-xylose, CID = 644160, www.Pubchem.NCBI.NLM.NIH.GOV/COMUNUND/644160 (åpnet på apr. 12, 2019)
9. Schneider, h., Wang, s., Chan, og., & Illaleszka, r. (1981). Konvertering av D-xylose til ethanol av gjæren Pachysolen Tannophilus. Biotechnology Letters, 3(2), 89-92.