ALDOSAS: EGENSKAPER, TYPER, ANTALL KARBONATOMER - BIOLOGI - 2026

De aldoser er monosakkarider som har en terminal aldehydgruppe. De er enkle sukkerarter, siden de ikke kan hydrolyseres for å produsere andre enklere sukkerarter. De har mellom tre og syv karbonatomer. Som ketoser er aldoser flerverdige sukkerarter.

I naturen er de mest tallrike aldosene arabinose, galaktose, glukose, mannose, ribose og xylose. I fotosyntetiske organismer foregår biosyntesen av disse sukkeret fra fruktose-6-fosfat, et sukker fra Calvin-syklusen. Heterotrofiske organismer får glukose og galaktose fra maten.

Kilde: NEUROtiker

kjennetegn

I aldoheksoser er alle karbonformer chirale, med unntak av karbon 1, som er karbonylkarbonet i aldehydgruppen (C-1), så vel som karbon 6, som er en primær alkohol (C-6). Alle chirale karbonhydrater er sekundære alkoholer.

I alle aldoser kan den absolutte konfigurasjonen av det chirale senteret lengst fra karbonylkarbonet i aldehydgruppen være den for D-glyseraldehyd eller L-glyceraldehyd. Dette avgjør om aldosen er en D- eller L-enantiomer.

Generelt er aldoser med n-karbonatomer som har 2 ^n-2 stereoisomerer. I naturen er aldosas med D-konfigurasjonen rikelig enn aldosas med L-konfigurasjonen.

Alddehydfunksjonen til aldosene reagerer med en sekundær hydroksylgruppe i en intramolekylær reaksjon for å danne en syklisk hemiacetal. Sykliseringen av aldosen omdanner karbonylkarbonet til et nytt chiralt senter, kalt anomert karbon. Plasseringen av -OH-substituenten på det anomere karbon bestemmer D- eller L-konfigurasjonen.

Aldosene hvis anomere karbonatom ikke har dannet glykosidbindinger kalles reduserende sukker. Dette er fordi aldoser kan gi elektroner, redusere til et oksidasjonsmiddel eller elektronakseptor. Alle aldoser reduserer sukker.

Typer aldosas og deres funksjoner

Glukose som viktigste energikilde for levende vesener

Glykolyse er den universelle sentrale veien for glukosekatabolisme. Dens funksjon er å produsere energi i form av ATP. Pyruvat, dannet i glykolyse, kan følge den laktiske gjæringsveien (i skjelettmuskel) eller den alkoholiske gjæringsveien (i gjær).

Pyruvat kan også oksyderes fullstendig til karbondioksid gjennom en prosess kjent som respirasjon. Det omfatter pyruvatdehydrogenase-komplekset, Krebs-syklusen og elektrontransportkjeden. Sammenlignet med gjæring produserer respirasjon mye mer ATP per mol glukose.

Glukose og galaktose som komponenter i disakkarider

Glukose er til stede i disakkarider som cellobiose, isomalt, laktose, maltose og sukrose.

Hydrolyse av laktose, et sukker til stede i melk, produserer D-glukose og D-galaktose. Begge sukker er kovalent bundet av en binding av karbon 1 av galaktose (ß-konfigurasjon, med karbon 4 av glukose). Laktose er et reduserende sukker fordi det anomere karbon av glukose er tilgjengelig, Gal (ß 1 -> 4) Glc.

Sukrose er et av produktene fra fotosyntesen og er det rikeligste sukkeret i mange planter. Hydrolyse produserer D-glukose og D-fruktose. Sukrose er ikke et reduserende sukker.

Glukose som komponent i polysakkarider

Glukose er til stede i polysakkarider som tjener som energireservestoffer, som stivelse og glykogen i henholdsvis planter og pattedyr. Det er også til stede i karbohydrater som tjener som strukturell støtte, for eksempel henholdsvis cellulose og kitin fra planter og virvelløse dyr.

Stivelse er reserve-polysakkarid av planter. Det finnes som uoppløselige granuler sammensatt av to typer glukosepolymerer: amylose og amylopectin.

Amylose er en uforgrenet kjede av koblede D-glukoserester (α 1 -> 4). Amylopectin er en forgrenet kjede av glukoserester (α 1 -> 6).

Glykogen er reservepolysakkarid av dyr. Glykogen ligner amylopektin ved at det har en kjede med glukoserester (α 1 -> 4) festet, men med mange flere grener (α 1 -> 6).

Cellulose er en del av celleveggen til planter, spesielt i stilkene og treformende komponentene i plantekroppen. I likhet med amylose er cellulose en kjede av uforgrenede glukoserester. Den har mellom 10.000 og 15.000 D-glukoseenheter, forbundet med ß 1 -> 4 bindinger.

Chitin består av modifiserte glukoseenheter, for eksempel N-acetyl-D-glukosamin. De er knyttet sammen med ß 1 -> 4 bindinger.

Mannose som en komponent av glykoproteiner

Glykoproteiner har ett eller flere oligosakkarider. Glykoproteiner finnes generelt på overflaten av plasmamembranen. Oligosakkarider kan festes til proteiner gjennom serin- og treoninrester (O-bundet) eller til asparagin- eller glutaminrester (N-bundet).

For eksempel, i planter, dyr og encellede eukaryoter, tilsettes den N-koblede oligosakkaridforløperen i endoplasmatisk retikulum. Den har følgende sukkerarter: tre glukoser, ni mannoser og to N-acetylglukosaminer, som er skrevet Glc ₃ Man ₉ (GlcNac) ₂ .

Ribose i metabolismen

Hos karplanter og dyr kan glukose oksideres via pentosefosfat for å produsere ribose 5-fosfat, en pentose som vil utgjøre en del av nukleinsyrer. Spesifikt blir ribose en del av RNA, mens deoxyribose blir en del av DNA.

Ribose er også en del av andre molekyler, for eksempel adenosin-trifosfat (ATP), nikotinamid-adenindinukleotid (NADH), flavin-adenindinukleotid (FADH ₂ ) og fosforylert adenin-nikotinamiddinukleotid (NADPH).

ATP er et molekyl hvis funksjon er å gi energi i forskjellige prosesser i celler. NADH og FADH ₂ deltar i glukosekatabolisme, spesielt i redoksreaksjoner. NADPH er et av produktene av glukoseoksidasjon i pentosefosfatveien. Det er en kilde til å redusere kraften i biosyntesebanene til celler.

Arabinose og xylose som strukturelle komponenter

Celleveggen til planter er sammensatt av cellulose og hemicellulose. Sistnevnte består av heteropolysakkarider som har korte grener sammensatt av heksoser, D-glukose, D-galaktose og D-mannose, og pentoser som D-xylose og D-arabinose.

I planter er Calvin-syklusen en kilde til fosforylerte sukkerarter, for eksempel D-fruktose-6-fosfat, som kan omdannes til D-glukose-6-fosfat. Denne metabolitten omdannes med flere trinn, enzymatisk katalysert, til UDP-xylose og UDP-arabinose, som tjener til biosyntesen av hemicellulose.

Karbon antall aldoser

Alldotriose

Det er en aldos med tre karbon, med en D- eller L-glyseraldehydkonfigurasjon. Det er bare ett sukker: glyseraldehyd.

Aldotetrosa

Det er en aldos med fire karbonatomer, med en D- eller L-glyseraldehydkonfigurasjon. Eksempel: D-erytrose, D-treose.

Aldopentose

Det er en fem-karbon aldose, med en D- eller L-glyseraldehydkonfigurasjon. Eksempler: D-ribose, D-arabinose, D-xylose.

Aldohexose

Det er en seks-karbon aldose, med en D- eller L-glyseraldehydkonfigurasjon. Eksempler: D-glukose, D-mannose, D-galaktose.

referanser

1. Cui, SW 2005. Matkarbohydrater: kjemi, fysiske egenskaper og bruksområder. CRC Press, Boca Raton.
2. Heldt, HW 2005. Plantebiokjemi. Elsevier, Amsterdam.
3. Liptak, A., Szurmai, Z., Fügedi, P., Harangi, J. 1991. CRC-håndbok for oligosakkarider: volum III: høyere oligosakkarider. CRC Press, Boca Raton.
4. Lodish, H., et al. 2016. Molekylær cellebiologi. WH Freeman, New York.
5. Nelson, DL, Cox, MM 2017. Lehninger-prinsippene for biokjemi. WH Freeman, New York.
6. Stick, RV, Williams, SJ 2009. Karbohydrater: livets essensielle molekyler. Elsevier,
7. Voet, D., Voet, JG, Pratt, CW 2008. Grunnleggende om biokjemi - liv på molekylært nivå. Wiley, Hoboken.