DISAKKARIDER: EGENSKAPER, STRUKTUR, EKSEMPLER, FUNKSJONER - BIOLOGI - 2026

De disakkarider er karbohydrater som blir også kalt dobbel sukker. De har viktige funksjoner i kostholdet til mennesker som viktigste energikilder. Disse kan være av vegetabilsk opprinnelse, så som sukrose av sukkerrør og maltose til stede, og av animalsk opprinnelse som laktose til stede i melken til pattedyr.

Karbohydrater eller sukker er de såkalte karbohydrater eller karbohydrater, som er vannløselige stoffer sammensatt av karbon, oksygen og hydrogen med den generelle kjemiske formelen (CH2O) n.

Representasjon av strukturen til disakkaridet Laktose (Kilde: Telliott på engelsk Wikipedia via Wikimedia Commons)

Karbohydrater er de mest tallrike organiske stoffene i naturen og finnes i alle planter. Cellulosen som utgjør strukturen på plantecellevegger er et karbohydrat, som stivelsen i korn og knoller.

De finnes også i alle dyrevev, for eksempel blod og melk fra pattedyr.

Karbohydrater er klassifisert i: (1) monosakkarider, som ikke kan hydrolyseres til enklere karbohydrater; (2) i disakkarider, som når de hydrolyseres produserer to monosakkarider; (3) i oligosakkarider, som gir 3-10 monosakkarider ved hydrolyse og (4) i polysakkarider, hvis hydrolyse resulterer i mer enn 10 monosakkarider.

Stivelse, cellulose og glykogen er polysakkarider. Disakkarider av fysiologisk betydning hos mennesker og andre dyr er sukrose, maltose og laktose.

Kjennetegn og struktur

Å være karbohydrater, er disakkarider sammensatt av karbon, oksygen og hydrogen. Generelt er oksygen og hydrogen i strukturen til de fleste karbohydrater i samme andel som de er i vann, det vil si at for hvert oksygen er det to hydrogener.

Det er derfor de kalles "karbohydrater eller karbohydrater." Kjemisk sett kan karbohydrater defineres som polyhydroksylerte aldehyder (R-CHO) eller ketoner (R-CO-R).

Aldehyder og ketoner har en karbonylgruppe (C = O). I aldehyder er denne gruppen knyttet til minst ett hydrogen, og i ketoner er denne karbonylgruppen ikke bundet til hydrogen.

Disakkarider er to monosakkarider bundet med en glykosidbinding.

Disakkarider som maltose, sukrose og laktose, når de varmes opp med fortynnede syrer eller ved enzymatisk virkning, hydrolyserer og gir opphav til deres monosakkaridkomponenter. Sukrose gir opphav til en glukose og en fruktose, maltose gir opphav til to glukose og laktose til en galaktose og en glukose.

eksempler

sakkarose

Sukrose er det rikeligste sukkeret i naturen og består av monosakkaridene glukose og fruktose.Den finnes i juice fra planter som rødbeter, sukkerrør, sorghum, ananas, lønn og i mindre grad i moden frukt og saften av mange grønnsaker. Dette disakkaridet kan lett gjæres ved hjelp av gjær.

laktose

Laktose, eller melkesukker, består av galaktose og glukose. Pattedyrmelk inneholder mye laktose og gir næringsstoffer til babyer.

De fleste pattedyr kan bare fordøye laktose som spedbarn, og de mister denne evnen når de modnes. Faktisk har mennesker som er i stand til å fordøye meieriprodukter i voksen alder, en mutasjon som lar dem gjøre det.

Dette er grunnen til at så mange mennesker er laktoseintolerante; Mennesker, som andre pattedyr, hadde ikke evnen til å fordøye laktose i spedbarnet før denne mutasjonen ble til stede i visse populasjoner for omtrent 10.000 år siden.

I dag varierer antallet personer som er laktoseintolerante, vidt mellom populasjoner, fra 10% i Nord-Europa til 95% i deler av Afrika og Asia. De tradisjonelle diettene fra forskjellige kulturer gjenspeiler dette i mengden meieriprodukter som konsumeres.

maltose

Maltose er sammensatt av to glukoseenheter og dannes når enzymet amylase hydrolyserer stivelsen som finnes i planter. I fordøyelsesprosessen bryter spyttammylase og bukspyttkjertelen amylase (amylopepsin) stivelse, noe som gir opphav til et mellomprodukt som er maltose.

Dette disakkaridet er til stede i sirup, mainsukker og spiret bygg og kan lett gjæres ved gjær.

trehalose

Trehalose består også av to glukosemolekyler som maltose, men molekylene er koblet annerledes. Det finnes i visse planter, sopp og dyr som reker og insekter.

Blodsukkeret til mange insekter, for eksempel bier, gresshopper og sommerfugler, består av trehalose. De bruker det som et effektivt lagringsmolekyl som gir rask energi for flyging når det bryter sammen.

Chitobiosa

Det består av to koblede glukosaminmolekyler. Strukturelt sett er den veldig lik cellobiose, bortsett fra at den har en N-acetylaminogruppe der cellobiose har en hydroksylgruppe.

Det finnes i noen bakterier, og det brukes i biokjemisk forskning for å studere enzymaktivitet.

Det finnes også i kitin, som danner vegger av sopp, eksoskeletter av insekter, leddyr og krepsdyr, og finnes også i fisk og blæksprutter som blekksprut og blekksprut.

Cellobiose (glukose + glukose)

Cellobiose er et produkt av hydrolyse av cellulose eller celluloserike materialer, for eksempel papir eller bomull. Det dannes ved å forbinde to beta-glukosemolekyler med en β-binding (1 → 4)

Laktulose (galaktose + fruktose)

Laktulose er et syntetisk (kunstig) sukker som ikke blir absorbert av kroppen, men heller brytes ned i tykktarmen til produkter som tar opp vann i tykktarmen, og dermed mykner avføringen. Dens primære bruk er å behandle forstoppelse.

Det brukes også til å senke ammoniakknivået i blodet hos personer med leversykdom, da laktulose absorberer ammoniakk i tykktarmen (eliminerer det fra kroppen).

Isomaltose (glukose + glukose Isomaltase)

Trehalulose er et kunstig sukker, et disakkarid som består av glukose og fruktose forbundet med en alfa (1-1) glykosidbinding.

Den produseres under produksjonen av isomaltulose fra sukrose. I slimhinnen i tynntarmen bryter enzymet isomaltase ned trehalulose til glukose og fruktose, som deretter tas opp i tynntarmen. Trehalulose har lav styrke for å forårsake tannråte.

Chitobiosa

Det er disaccharid-repeterende enhet i kitin, som bare skiller seg fra cellobiose i nærvær av en N-acetylaminogruppe på karbon-2 i stedet for hydroksylgruppen. Imidlertid kalles den ikke-acetylerte formen ofte også kitobiose.

laktitol

Det er en krystallinsk alkohol C12H24O11 oppnådd ved hydrogenering av laktose. Det er en disakkaridanalog av laktulose, brukt som søtningsmiddel. Det er også et avføringsmiddel og brukes til å behandle forstoppelse.

Turanose

En reduserende organisk forbindelse med disakkarid som kan brukes som karbonkilde av bakterier og sopp.

Melibiosa

Et disakkaridsukker (C12H22O11) dannet ved delvis hydrolyse av raffinose.

xylobiose

Et disakkarid bestående av to xyloserester.

kveles

Et disakkarid til stede i en soforolipid.

Gentiobiosa

Gentiobiose er et disakkarid som består av to D-glukoseenheter knyttet til en β-type glykosidbinding (1 → 6). Gentiobiose har mange isomerer som skiller seg ut etter beskaffenheten av glykosidbindingen som forbinder de to glukoseenhetene.

leukrose

Det er en glykosylfruktose som består av en a-D-glukopyranosylrest bundet til D-fruktopyranose gjennom en binding (1 → 5). En isomer av sukrose.

Rutine

Det er et disakkarid som finnes i glykosider.

Caroliniaside A

Oligosakkarider som inneholder to monosakkaridenheter bundet med en glykosidbinding.

absorpsjon

Hos mennesker hydrolyseres og inntas disakkarider eller polysakkarider som stivelse og glykogen og absorberes som monosakkarider i tynntarmen. Innlagte monosakkarider blir absorbert som sådan.

Fruktose diffunderer for eksempel passivt i tarmscellen, og de fleste omdannes til glukose før de kommer inn i blodomløpet.

Laktase, maltase og sukrase er enzymer som er lokalisert ved luminalgrensen til cellene i tynntarmen som er ansvarlige for hydrolyse av henholdsvis laktose, maltose og sukrose.

Laktase produseres av nyfødte barn, men i noen populasjoner syntetiseres den ikke lenger av enterocytten i løpet av voksenlivet.

Som en konsekvens av fraværet av laktase, forblir laktose i tarmen og drar vann ved hjelp av osmose mot tarmens lumen. Når den når tykktarmen, blir laktose nedbrutt ved gjæring av bakterier i fordøyelseskanalen med produksjon av CO2 og forskjellige syrer. Når du konsumerer melk, forårsaker denne kombinasjonen av vann og CO2 diaré, og dette er kjent som laktoseintoleranse.

Glukose og galaktose blir absorbert av en vanlig natriumavhengig mekanisme. For det første er det en aktiv transport av natrium som fjerner natrium fra tarmscellen gjennom den basolaterale membranen inn i blodet. Dette senker natriumkonsentrasjonen i tarmscellen, som genererer en natriumgradient mellom tarmens lumen og det indre av enterocytten.

Når denne gradienten genereres, oppnås kraften som vil føre natrium sammen med glukose eller galaktose inn i cellen. I tynntarmsveggene er det en Na + / glukose, Na + / galaktosekotransporter (en symporter) som er avhengig av natriumkonsentrasjoner for innføring av glukose eller galaktose.

Jo høyere konsentrasjon av Na + i lumen i fordøyelseskanalen, jo større er tilstrømningen av glukose eller galaktose. Hvis det ikke er natrium eller konsentrasjonen i rørets lumen er veldig lav, vil verken glukose eller galaktose bli absorbert tilstrekkelig.

I for eksempel bakterier som E. Coli, som vanligvis får energi fra glukose, kan de i fravær av dette karbohydratet i mediet bruke laktose, og for dette syntetiserer de et protein som er ansvarlig for aktiv transport av laktose kalt laktosepermease, og dermed kommer inn laktose uten å være hydrolysert tidligere.

Egenskaper

Innlagte disakkarider kommer inn i kroppen til dyr som bruker dem som monosakkarider. I menneskekroppen, hovedsakelig i leveren, selv om det også forekommer i andre organer, er disse monosakkaridene integrert i metabolske kjeder av syntese eller katabolisme etter behov.

Gjennom katabolisme (sammenbrudd) deltar disse karbohydratene i produksjonen av ATP. I synteseprosessene deltar de i syntesen av polysakkarider som glykogen og danner dermed energireservene som er til stede i leveren, i skjelettmusklene og i mange andre organer.

De deltar også i syntesen av mange glykoproteiner og glykolipider generelt.

Selv om disakkarider, som alle inntatte karbohydrater, kan være energikilder for mennesker og dyr, deltar de i flere organiske funksjoner da de utgjør en del av strukturen i cellemembraner og glykoproteiner.

Glukosamin er for eksempel en grunnleggende komponent i hyaluronsyre og heparin.

Av laktose og dets derivater

Laktose til stede i melk og dets derivater er den viktigste kilden til galaktose. Galaktose er av stor betydning ettersom den er en del av cerebrosider, gangliosider og mukoproteiner, som er essensielle bestanddeler i nevrale cellemembraner.

Laktose og tilstedeværelsen av andre sukkerarter i kostholdet favoriserer utviklingen av tarmfloraen, som er viktig for fordøyelsesfunksjonen.

Galaktose deltar også i immunforsvaret, da det er en av komponentene i ABO-gruppen i veggen av røde blodlegemer.

Glukose, et produkt av fordøyelsen av laktose, sukrose eller maltose, kan komme inn i kroppen til veien for syntesen av pentoser, spesielt syntesen av ribose som er nødvendig for syntesen av nukleinsyrer.

I planter

I de fleste høyere planter syntetiseres disakkarider fra triosefosfat fra den fotosyntetiske karbonreduksjonssyklus.

Disse plantene syntetiserer hovedsakelig sukrose og transporterer den fra cytosol til røttene, frøene og de unge bladene, det vil si til områder av planten som ikke bruker fotosyntese på en vesentlig måte.

Slik er sukrose syntetisert av den fotosyntetiske karbonreduksjonssyklus og det som stammer fra nedbrytningen av stivelse som er syntetisert ved fotosyntesen og akkumulert i kloroplast, er to nattlige energikilder for planter.

En annen kjent funksjon av noen disakkarider, spesielt maltose, er å delta i mekanismen for overføring av kjemiske signaler til flagellummotoren til noen bakterier.

I dette tilfellet binder maltosen først til et protein, og dette komplekset binder seg deretter til svinger; som et resultat av denne binding produseres et intracellulært signal rettet mot motoraktiviteten til flagellum.

referanser

1. Alberts, B., Dennis, B., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., … Walter, P. (2004). Essensiell cellebiologi. Abingdon: Garland Science, Taylor & Francis Group.
2. Fox, SI (2006). Human Physiology (9. utg.). New York, USA: McGraw-Hill Press.
3. Guyton, A., & Hall, J. (2006). Lærebok for medisinsk fysiologi (11. utg.). Elsevier Inc.
4. Murray, R., Bender, D., Botham, K., Kennelly, P., Rodwell, V., & Weil, P. (2009). Harper's Illustrated Biochemistry (28. utg.). McGraw-Hill Medical.
5. Rawn, JD (1998). Biokjemi. Burlington, Massachusetts: Neil Patterson Publisher.