ALDOSAS: RAKSTURLIELUMI, VEIDI, OGLEKĻA ATOMU SKAITS - BIOLOĢIJA - 2025

The aldoses ir monosaharīdi, kuram ir galējā aldehīdgrupu. Tie ir vienkārši cukuri, jo tos nevar hidrolizēt, lai iegūtu citus vienkāršākus cukurus. Viņiem ir no trim līdz septiņiem oglekļa atomiem. Tāpat kā ketozes, aldozes ir daudzvērtīgi cukuri.

Dabā visizplatītākās aldozes ir arabinoze, galaktoze, glikoze, mannoze, riboze un ksiloze. Fotosintētiskajos organismos šo cukuru biosintēze notiek no fruktozes-6-fosfāta, cukura no Kalvina cikla. Heterotrofie organismi no pārtikas iegūst glikozi un galaktozi.

Avots: NEUROtiker

raksturojums

Aldoheksozēs visi oglekļi ir hirāli, izņemot 1. oglekli, kas ir aldehīdu grupas (C-1) karbonilgrupa, kā arī oglekli 6, kas ir primārais spirts (C-6). Visi hirālie oglekļi ir sekundārie spirti.

Visās aldozēs no aldehīdu grupas karboniloglekļa vistālāk esošā hirālā centra absolūtā konfigurācija var būt D-glicerraldehīds vai L-glicerraldehīds. Tas nosaka, vai aldoze ir D vai L enantiomērs.

Parasti aldozes ar n-oglekļiem, kuriem ir 2 ^n-2 stereoizomēri. Dabā aldosas ar D konfigurāciju ir daudz bagātīgākas nekā aldosas ar L konfigurāciju.

Aldožu funkcija ar aldehīdu reaģē ar sekundāro hidroksilgrupu intramolekulārā reakcijā, veidojot ciklisku pusacetālu. Aldozes ciklizācija pārvērš karboniloglekli jaunā hirālā centrā, ko sauc par anomēru oglekli. -OH aizvietotāja novietojums uz oglekļa anomēra nosaka D vai L konfigurāciju.

Aldozes, kuru anomērā oglekļa atomā nav izveidojušās glikozīdiskās saites, sauc par reducējošajiem cukuriem. Tas notiek tāpēc, ka aldozes var ziedot elektronus, reducējot uz oksidētāju vai elektronu akceptoru. Visas aldozes samazina reducējošos cukurus.

Aldosāzu veidi un to funkcijas

Glikoze kā dzīvu būtņu galvenais enerģijas avots

Glikolīze ir universāls centrālais glikozes katabolisma ceļš. Tās funkcija ir enerģijas ražošana ATP formā. Piruvāts, kas veidojas glikolīzē, var sekot pienskābes fermentācijas ceļā (skeleta muskuļos) vai alkoholiskās fermentācijas ceļā (raugā).

Piruvātu var arī pilnībā oksidēt līdz oglekļa dioksīdam, izmantojot procesu, kas pazīstams kā elpošana. Tas ietver piruvāta dehidrogenāzes kompleksu, Krebsa ciklu un elektronu transportēšanas ķēdi. Salīdzinot ar fermentāciju, elpošana rada daudz vairāk ATP uz vienu glikozes daudzumu.

Glikoze un galaktoze kā disaharīdu sastāvdaļas

Glikoze atrodas disaharīdos, piemēram, cellobiozē, izomaltā, laktozes, maltozes un saharozes.

Laktozes, pienā esošā cukura, hidrolīze rada D-glikozi un D-galaktozi. Abi cukuri ir kovalenti saistīti ar galaktozes 1. oglekļa saiti (β konfigurācija, ar glikozes 4 oglekli). Laktoze ir reducējošais cukurs, jo ir pieejams glikozes anomēriskais ogleklis, Gal (β 1 -> 4) Glc.

Saharoze ir viens no fotosintēzes produktiem, un tas ir visbagātākais cukurs daudzos augos. Hidrolīze rada D-glikozi un D-fruktozi. Saharoze nav reducējošs cukurs.

Glikoze kā polisaharīdu sastāvdaļa

Glikoze atrodas polisaharīdos, kas kalpo kā enerģijas rezerves vielas, piemēram, ciete un glikogēns attiecīgi augos un zīdītājos. Tas atrodas arī ogļhidrātos, kas kalpo kā struktūras atbalsts, piemēram, attiecīgi celuloze un hitīns no augiem un bezmugurkaulniekiem.

Ciete ir rezerves polisaharīds. Tas tiek atrasts kā nešķīstošas ​​granulas, kas sastāv no divu veidu glikozes polimēriem: amilozes un amilopektīna.

Amiloze ir nesadalīta D-glikozes atlikumu virkne (α 1 -> 4). Amilopektīns ir sazarota glikozes atlikumu ķēde (α 1 -> 6).

Glikogēns ir rezerves polisaharīds dzīvniekiem. Glikogēns atgādina amilopektīnu, jo tam ir pievienota glikozes atlikumu virkne (α 1 -> 4), bet ar vēl daudzām zarām (α 1 -> 6).

Celuloze ir daļa no augu šūnu sienas, it īpaši augu kātiem un koksnes veidojošajiem komponentiem. Līdzīgi amilozei celuloze ir nesazarotu glikozes atlikumu virkne. Tam ir no 10 000 līdz 15 000 D-glikozes vienību, kas savienotas ar β 1 -> 4 saitēm.

Hitīnu veido modificētas glikozes vienības, piemēram, N-acetil-D-glikozamīns. Tos saista β 1 ​​-> 4 saites.

Mannoze kā glikoproteīnu sastāvdaļa

Glikoproteīniem ir viens vai vairāki oligosaharīdi. Glikoproteīni parasti atrodas uz plazmas membrānas virsmas. Oligosaharīdus var piesaistīt olbaltumvielām caur serīna un treonīna atlikumiem (piesaistītiem O) vai asparagīna vai glutamīna atlikumiem (saistītiem ar N).

Piemēram, augos, dzīvniekos un vienšūnu eikariotos endoplazmatiskajā retikulumā tiek pievienots N-saistīts oligosaharīdu prekursors. Tam ir šādi cukuri: trīs glikozes, deviņas mannozes un divi N-acetilglikozamīni, par kuriem rakstīts Glc ₃ Man ₉ (GlcNac) ₂ .

Ribose vielmaiņā

Asinsvadu augos un dzīvniekos glikozi var oksidēt, izmantojot pentozes fosfātu, lai iegūtu ribozes 5-fosfātu, pentozi, kas veidos daļu no nukleīnskābēm. Konkrēti, riboze kļūst par RNS daļu, bet dezoksiriboze - par DNS daļu.

Ribose ir arī citu molekulu sastāvdaļa, piemēram, adenozīna trifosfāts (ATP), nikotinamīda adenīna dinukleotīds (NADH), flavina adenīna dinukleotīds (FADH ₂ ) un fosforilēts adenīna nikotinamīda dinukleotīds (NADPH).

ATP ir molekula, kuras funkcija ir nodrošināt enerģiju dažādos procesos šūnās. NADH un FADH ₂ piedalās glikozes katabolismā, īpaši redoksreakcijās. NADPH ir viens no glikozes oksidācijas produktiem pentozes fosfāta ceļā. Tas ir enerģijas samazināšanas avots šūnu biosintēzes ceļos.

Arabinose un ksiloze kā struktūras komponenti

Augu šūnu siena sastāv no celulozes un hemicelulozes. Pēdējais sastāv no heteropolisaharīdiem, kuriem ir īsas zari, kas sastāv no heksozēm, D-glikozes, D-galaktozes un D-mannozes, un no tādām pentozēm kā D-ksiloze un D-arabinoze.

Augos Kalvina cikls ir fosforilētu cukuru avots, piemēram, D-fruktoze-6-fosfāts, ko var pārveidot par D-glikozes-6-fosfātu. Šis metabolīts ar vairākām pakāpēm tiek fermentēti katalizēts par UDP-ksilozi un UDP-arabinozi, kas kalpo hemicelulozes biosintēzei.

Aldožu skaits ar oglekli

Alldotriose

Tā ir trīs oglekļa aldoze ar D- vai L-glicerraldehīda konfigurāciju. Ir tikai viens cukurs: glicerraldehīds.

Aldotetrosa

Tā ir četru oglekļa aldoze ar D- vai L-glicerraldehīda konfigurāciju. Piemērs: D-eritroze, D-treoze.

Aldopentose

Tā ir piecu oglekļa aldoze ar D- vai L-glicerraldehīda konfigurāciju. Piemēri: D-riboze, D-arabinoze, D-ksiloze.

Aldoheksoze

Tā ir sešu oglekļa aldoze ar D- vai L-glicerraldehīda konfigurāciju. Piemēri: D-glikoze, D-mannoze, D-galaktoze.

Atsauces

1. Cui, SW 2005. Pārtikas ogļhidrāti: ķīmija, fizikālās īpašības un pielietojums. CRC Press, Boca Raton.
2. Heldt, HW 2005. Augu bioķīmija. Elsevier, Amsterdama.
3. Liptak, A., Szurmai, Z., Fügedi, P., Harangi, J. 1991. CRC oligosaharīdu rokasgrāmata: III sējums: augstākie oligosaharīdi. CRC Press, Boca Raton.
4. Lodish, H., et al. 2016. Molekulāro šūnu bioloģija. WH Freeman, Ņujorka.
5. Nelsons, DL, Cox, MM 2017. Lehingera bioķīmijas principi. WH Freeman, Ņujorka.
6. Stick, RV, Williams, SJ 2009. Ogļhidrāti: dzīvības būtiskās molekulas. Elsevier,
7. Voet, D., Voet, JG, Pratt, CW 2008. Bioķīmijas pamati - dzīve molekulārā līmenī. Vileijs, Hobokens.