Pentous kenmerken, biosynthese, functies

De Pentosas Het zijn monosachariden met vijf koolstofatomen en wiens empirische formule c is₅H₁₀OF₅. Net als andere monosachariden zijn pentose polyhydroxyleerde suikers die aldose kunnen zijn (als ze een aldehyde -groep hebben) of ketosa's (als ze een Cetona -groep hebben).

Een van de metabolische bestemmingen van glucose bij dieren en vasculaire planten is oxidatie via pentosefosfaat om 5-fosfaatribose te produceren, een pentose die deel zal uitmaken van het DNA.

Bron: Neurotoger [Public Domain]

Andere routes transformeren glucose (door werking van isomerasen, kinasen en epicherasen) in de xylulose en arabineuze pentose, die structurele functies hebben. De gisting ervan voor micro -organismen is belangrijk in de biotechnologie.

[TOC]

Kenmerken

In alle monosachariden, inclusief de pentose, kan de absolute configuratie van het chirale centrum verder van de koolstofkoolstof van de pentosase (C-4) die van de d-glyceraldehyde of de L-glyceraldehyde zijn. Dit bepaalt of de pentose een enantiomeer d of l is.

De aldopentasen hebben drie chirale centra (C-2, C-3, C-4) terwijl de ketussen twee chirale centra hebben (C-3, C-4).

In de natuur is pentose met configuratie D overvloediger dan pentose met L -configuratie. De AldoPentosas met configuratie D zijn: Arabinous, Lixous, Ribose en Xylose. Cetopentasen met D -configuratie zijn: ribulosa en xylulose.

Pentosases kunnen worden gefietst door carbonylreacties van de aldehyde- of cetona -functie, met een secundaire hydroxylgroep in een intramoleculaire reactie, om hemiacetalen of cyclische hemicetalen te vormen. Pentosa's kunnen pyrans of furanas vormen.

De aldehyde -groep van de aldopentasen, zoals in alle aldose. Het gevormde product wordt aldonzuur genoemd. Dit monocarbonzuur kan een tweede oxidatie ervaren, die optreedt in koolstof 6, een primaire alcohol, die wordt omgezet in een dicarbonzuur, aldarinezuur genoemd.

Kan u dienen: Flora en Fauna of Entre Ríos: Representative Soorten

Pentosas als structurele componenten

De analyse van de samenstelling van cellulose en lignine onthult dat beide stoffen bestaan ​​uit hexous en pentosas, zijnde de gelijke of meer overvloedige hexos (tot twee keer) dan de pentose.

Cellulose en hemicellulose worden gevonden op de celwand van planten. Cellulosekristallijne microfibrillen omringen amorfe hemicellulose, ingebed in een ligninematrix. Cellulose bestaat voornamelijk uit glucose en andere suikers zoals celobious, Zestrious en Zestray.

Hemicellulose is een heteropolysa van korte vertakkingen samengesteld uit hexosses, D-glycose, D-galactose en D-MoSSease en Pentosas, voornamelijk D-Xilosa en D-Yrabinosa.

In lignocellulosisch afval is het aandeel xylose groter dan dat van Arabinous. Pentosas vertegenwoordigt 40% van de totale suikers (hexosas + pentosas). De soorten hout worden onderscheiden door de substituties die door Xilanos bezeten zijn.

Hemicellulose wordt geclassificeerd volgens de suikerresten die het heeft. Het type en de hoeveelheid hemicellulose varieert sterk afhankelijk van de plant, het type weefsel, de toestand van groei en fysiologische omstandigheden. De D-Xilano is de meest voorkomende pentose in bladverliezende en naaldbomen.

Biosynthese van Pentosas

In de natuur zijn de meest voorkomende pentosa's D-xylose, L-Arabinosa en D-Libose en de D-Arabinol en Ribitol Pentitols. Andere pentose zijn zeer zeldzaam of er zijn geen.

In planten is de Calvin-cyclus een bron van gefosforyleerde suikers zoals d-fruease-6-fosfaat, die kan worden omgezet in d-glucose-6-fosfaat. Een fosfogomutase katalyseert de interconversie van D-glucose-6-fosfaat in D-glucose-1-fosfaat.

UDP-glucose enzys fosforilasa katalyseert de vorming van UDP-glucosa uit uridine-trifosfaat (UTP) en D-glucosa-1-fosfaat. De volgende reactie bestaat uit een oxide-reductie, waarbij de NAD⁺ Accepteer UDP-glucose-elektronen, die UDP-glucuronato worden. De laatste ervaart een decarboxylering en wordt omgezet in UDP-Xilosa.

Kan u van dienst zijn: huid ademhaling: kenmerken en voorbeelden van dieren

De UDP-Arabinosa 4-Epimerase katalyseert de omzetting van de UDP-Xilosa in UDP-Yarabinosa, een omkeerbare reactie. Beide UDP-Subcuts (UDP-Xilosa en UDP-Arabinosa) kunnen worden gebruikt voor hemicellulose-biosynthese.

De Calvin-cyclus produceert ook pentosefosfaat zoals de 5-fosfaatribose, een aldosa, de 5-fosfaatribulose of een ketose, die dienen om koolstofdioxide te repareren.

In Escherichia coli, De L-Arabinosa wordt omgezet in L-Libulous door een isomerase L-Arabinous. Vervolgens wordt de L-Libulous eerst omgezet in L-Libulous 5-fosfaat en vervolgens in D-Xilulosa 5-fosfaat door de werking van de L-Libulokines en L-Libulous 5-fosfaat epimherase.

Gisting van pentose om ethanol te produceren

Ethanol wordt commercieel geproduceerd door fermentatie en door chemische synthese. Fermentatie -ethanolproductie vereist dat micro -organismen om hexosous en penteus te gebruiken als een bron van energie. Het verkrijgen van ethanol van pentose is groter als beide suikers in grote hoeveelheden aanwezig zijn.

Veel organismen, zoals gisten, filamenteuze schimmels en bacteriën, kunnen xylose en Arabisch bij temperaturen tussen 28 ºC en 65 ºC en met een pH tussen 2 en 8, alcohol fermenteren,.

Enkele stammen van Candida SP. Ze hebben de mogelijkheid om alleen te groeien van D-Xilosa, ethanol is het belangrijkste gistingsproduct. De gisten die de xylose het beste gisten, zijn het beste bij ethanol Bretanomyces SP., Candida SP., Hansenula SP., Kluyveromyces SP., Pachysolen SP. En Saccharomices SP.

De filamenteuze schimmel Fusarium oxysporum Fermenta -glucose tot ethanol, produceert koolstofdioxide. Deze schimmel kan D-xylose ook omzetten in ethanol. Er zijn echter andere schimmels wiens gistingscapaciteit van de D-Xilosa groter is. Deze omvatten Slijm SP. En Neurospora crassa.

Veel bacteriën kunnen hemicellulose gebruiken als een bron van energie, maar de fermentatie van suikers produceert andere stoffen naast ethanol, zoals organische zuren, ketonen en gassen.

Kan u van dienst zijn: trofische relaties: concept en voorbeelden

Meest voorkomende pentosas: structuur en functie

Ribosa

Rib symbool. Het is een aldopentosa en de d-libose enantiomeer is overvloediger dan de L-libose. Oplosbaar in water. Het is een metaboliet van het pentosa -fosfaatpad. De ribose maakt deel uit van het RNA. Deoxi-libose maakt deel uit van DNA.

Arabinose

Ara -symbool. Het is een AldoPentosa, de L-Arabineuze enantiulo is overvloediger dan de D-Arabinosa. Arabinous maakt deel uit van de celwand van de planten.

Xylose

Xylsymbool. Het is een AldoPentosa, de D-Xilosa enantiomeer is overvloediger dan L-Xilosa. Het is aanwezig in de celwand van planten en is overvloedig in vele soorten hout. Het is ook aanwezig in de katoenen zaadschaal en La Concha de Pacana.

Ribulosa

Wrijfsymbool. Het is een Zea, de D-Libulous Enantiomeer is overvloediger dan de L-Libulous. Het is een metaboliet van de pentosa -fosfaatweg en is aanwezig in planten en dieren.

Referenties

1. Cui, s. W. 2005. Voedselkoolhydraten: chemie, fysische eigenschappen en toepassingen. CRC Press, Boca Raton.
2. Hieldt, h. W. 2005. Plantbiochemie. Elsevier, Amsterdam.
3. Nelson, D. L., Cox, m. M. 2017. Lehninger -principes van biochemie. W. H. Freeman, New York.
4. Preiss, J. 1980. De biochemie van planten een uitgebreide Treesse, deel 3 - koolhydraten: structuur en functie. Academic Press, New York.
5. Singh, een., Mishra, p. negentienvijfennegentig. Pentose Usation Microbial: huidige toepassingen in biotechnologie. Elsevier, Amsterdam.
6. Sinnott, m. L. 2007. Koolhydraatchemie en biochemie structuur en mechanisme. Royal Society of Chemistry, Cambridge.
7. Stick, r. V., Williams, s. J. 2009. Koolhydraten: de essentiële moleculen van het leven. Elsevier, Amsterdam.
8. VOET, D., VOET, J. G., Pratt, c. W. 2008. Fundamentals of Biochemistry - Life op moleculair niveau. Wiley, Hoboken.