Charakteristiky, štruktúra a funkcie Xilosa

Ten xylóza Je to monosacharid piatich atómov uhlíka, ktorý má funkčnú skupinu aldehydu, takže je klasifikovaný spolu s ďalšími súvisiacimi cukrami, ako je ribóza a arabív.

Koch, v roku 1881, bol prvý, kto ho objavil a izoloval od dreva. Odvtedy ho mnohí vedci katalogizovali ako jeden z najzreteľnejších a nezvyčajných cukrov vzhľadom na ťažkosti a náklady na ich získanie.

Fisherova projekcia pre D- a L-Xilosa (zdroj: Akane700 [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/3.0)] Via Wikimedia Commons)

V roku 1930 sa však americkému družstvu podarilo získať z škrupiny semien z bavlny, oveľa lacnejšieho materiálu, a odvtedy sa stalo populárnym ako cukor získaný za ceny porovnateľné s cenami výroby sacharózy.

V súčasnosti sa na izoláciu z dreva používajú rôzne metódy od rôznych druhov drevných rastlín a niektorých odpadových produktov.

Jeho deriváty sa široko používajú ako sladidlá v potravinách a nápojoch vyvinutých pre diabetických ľudí, pretože neprispievajú k zvýšeniu hladín glukózy v krvi. Najsyntetizovanejším a používaným derivátom ako sladidlo je Xilitol.

Použitie xylózy ako zdroja uhlíka v priemysle fermentácie alkoholu sa stalo v týchto časoch v jednom z najdôležitejších bodov vedeckého výskumu.

[TOC]

Charakteristika

Rovnako ako glukóza, aj xylóza má sladkú chuť a niektoré štúdie dokázali, že má asi 40% sladkej chuti glukózy.

Ako činidlo sa komerčne dosahuje ako biely kryštalický prášok. Má, rovnako ako mnoho iných príbytkových cukrov, molekulová hmotnosť, ktorá je okolo 150.13 g/mol a molekulárny vzorec C5H10O5.

Vzhľadom na svoju polárnu štruktúru je tento monosacharid ľahko rozpustný vo vode a má teplotu topenia okolo 150 ° C.

Môže vám slúžiť: Flora a fauna z Tlaxcala: Reprezentatívnejšie druhy

Štruktúra

Najbežnejším izomérom alebo izomérom v prírode je d-xilosa, zatiaľ čo forma L-xylose je to, čo sa získa chemickou syntézou na komerčné použitie.

Tento uhľohydrát má štyri skupiny OH a vďaka svojej bezplatnej aldehydovej skupine sa považuje za redukčný cukor. Rovnako ako iné cukry, v závislosti od média, kde sa nachádzate, môže byť rôznymi spôsobmi (vzhľadom na tvar jeho krúžku).

Projekcia Haworth pre xylózu (zdroj: Neurotokeker [verejná doména] cez Wikimedia Commons)

Cyklické izoméry (hemiaccetály) sa nachádzajú v roztoku, ako sú pyrany alebo furans, to znamená, ako krúžky šiestich alebo piatich spojení, ktoré zase v závislosti od polohy anomerickej skupiny hydroxylovej (-OH) môžu mať viac izomericericeric formuláre.

Funkcia

V bunkách

Rovnako ako iné sacharidy, ako je glukóza, fruktóza, galaktóza, ruka a arabívne, ako aj niektoré aminokerivátové cukry, d-xylóza je monosacharid, ktorý sa môže bežne vyskytovať ako štrukturálna súčasť veľkých polysacharidov.

Predstavuje viac ako 30% materiálu získaného z hydrolýzy hemicelulózy rastlinného pôvodu a môže byť fermentovaná do etanolu niektorými baktériami, kvasinkami a hubami.

Ako hlavný zložka polymérov Xilano v rastlinách sa xylóza považuje za jeden z najhojnejších uhľohydrátov na Zemi po glukóze.

Hemicelulóza sa väčšinou skladá z Arabinoxylano, polyméru, ktorého kostra sa skladá z xilosov spojených s β -1,4 väzbami, kde v skupinách polohy 2 alebo 3 'sa môže zjednotiť arabínovým odpadovým odpadom. Tieto odkazy môžu byť degradované mikrobiálnymi enzýmami.

Prostredníctvom metabolickej dráhy pentózového fosfátu v eukaryotických organizmoch sa xylóza katabolizuje na xylulózu-5-P, ktorý funguje ako sprostredkovateľ tejto cesty pre následnú syntézu nukleotidov.

Xylóza v nektári

Až pred viac ako desiatimi rokmi boli hlavné cukry nájdené v kvetinovom nektári glukóza, fruktóza a sacharóza. Napriek tomu majú dva žánre rodiny Proteaceae štvrtý monosacharid: xylóza.

Môže vám slúžiť: 12 stupňov ľudského rozvoja a jeho charakteristiky

Pohlavia Protea  a Faurea Majú tento sacharid v koncentráciách až 40% vo svojom nektári, čo je ťažké vysvetliť, pretože sa zdá, že nie je chutný (nápadný alebo rád) pre väčšinu prírodných opeľovačov týchto rastlín.

Niektorí autori považujú túto charakteristiku za mechanizmus prevencie nešpecifických kvetinových návštevníkov, zatiaľ čo iní si myslia, že ich prítomnosť súvisí s degradáciou bunkových stien húb alebo baktérií nektárov.

V medicíne

D-xylóza sa tiež používa ako sprostredkovateľ pri výrobe liečiv s terapeutickými funkciami. Používa sa ako náhrada cukru za antibonické účely (anti-cararies).

V oblasti veterinárneho lekára sa používa na test jugorionu a rovnako sa podieľa na postupoch na vyhodnotenie črevnej absorpčnej kapacity jednoduchých cukrov u ľudí u ľudí.

V priemysle

Ako už bolo uvedené, jedno z najbežnejších použití xylózy (Úrad pre potraviny a liečivá, Podávanie liekov a potravín).  

Výroba alternatívnych palív, ako je etanol, sa dosahuje hlavne vďaka fermentácii uhľohydrátov prítomných v rastlinnej biomase, ktorá predstavuje dlhodobý zdroj uvedeného alkoholu.

Xylóza je druhým najhojnejším uhľohydrátom v prírode, pretože je súčasťou hemicelulózy, heteropolysacharidu prítomného v bunkovej stene rastlinných buniek, a to je dôležitou súčasťou vlákien v dreve.

V súčasnosti sa vynakladá veľa úsilia na dosiahnutie fermentácie tohto cukru, aby sa na tento účel vyrába viac etanolu z rastlinného tkaniva, pričom na tento účel som použil geneticky modifikované mikroorganizmy (najmä baktérie a kvasinky).

Môže vám slúžiť: DNA polymeráza

Účinky xylózy na metabolizmus zvierat

Zdá sa, že xylóza je veľmi málo využívaná monogastrickými zvieratami (zvieratá s jediným žalúdkom, odlišné od prežúvavých zvierat, s viac ako jednou žalúdočnou dutinou).

U vtákov aj ošípaných, keď je do svojej dennej stravy zahrnutá príliš D-Xilosa, je možné pozorovať lineárne zníženie priemerného denného prírastku hmotnosti, účinnosť potravín a obsah vylučovaného sušiny.

Toto je vysvetlené neschopnosťou väčšiny zvierat na degradáciu polymérov hemicelulózy, takže rôzne výskumné skupiny dali úlohu hľadať alternatívy, ako sú exogénne enzýmy, zahrnutie probiotík a mikroorganizmov do stravy atď.

O metabolickom používaní xylózy u stavovcov je známe len veľmi málo, je však známe, že jej pridanie ako výživový doplnok zvyčajne končí ako vylučovací produkt v moči.

Odkazy

1. Garrett, R., & Grisham, C. (2010). Biochémia (4. vydanie.). Boston, USA: Brooks/Cole. Učenie sa.
2. Huntley, n. F., & Patience, J. F. (2018). Xylóza: absorpcia, fermentácia a metabolizmus post-absorpcie u ošípaných. Journal of Animal Science and Biotechnology, 9(4), 1-9.
3. Jackson, s., & Nicolson, s. W. (2002). Xylóza, pokiaľ ide o nektárový cukor: od biochémie po ekológiu. Porovnávacia biochémia a fyziológia, 131, 613-620.
4. Jeffries, T. W. (2006). Inžinierske yasty pre metabolizmus xylózy. Súčasný názor v biotechnológii, 17, 320-326.
5. Kotter, P., & Ciriacy, m. (1993). Fermentácia xylózy pomocou Saccharomyces cerevisiae. Uplatňovať. Mikrobiol. Biotechnol, 38, 776-783.
6. Mathews, C., Van Holde, K., & Ahern, K. (2000). Biochémia (3. vydanie.). San Francisco, Kalifornia: Pearson.
7. Miller, m., & Lewis, h. (1932). Metabolizmus. J. Biol. Chem., 98, 133-140.
8. Národné centrum pre biotechnologické informácie. Databáza pubchem. (+)-xylóza, CID = 644160, www.Publikácia.Ncbi.NLM.NIH.Gov/Comunund/644160 (prístup k APR. 12, 2019)
9. Schneider, h., Wang, P., Chan a., & Illaleszka, R. (1981). Premena d-xylózy na ethanol kvasinkami pachysolen tannophilus. Biotechnologické listy, 3(2), 89-92.