Xilosa -kenmerken, structuur en functies

De xylose Het is een monosacharide van vijf koolstofatomen met een aldehyde functionele groep, dus het wordt geclassificeerd, samen met andere gerelateerde suikers zoals Ribose en Arabinous, binnen de groep AldoPentosas.

Koch, in 1881, was de eerste die het ontdekte en isoleert het van hout. Sindsdien hebben veel wetenschappers het gecatalogiseerd als een van de meest "zeldzame" en ongebruikelijke suikers gezien de moeilijkheden en kosten van hun verkrijgen.

Fisher-projectie voor D- en L-Xilosa (Bron: Akane700 [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/3.0)] via Wikimedia Commons)

In 1930 slaagde een Amerikaanse coöperatie er echter in om het te verkrijgen van de schaal van het katoenzaad, een veel goedkoper materiaal, en sindsdien werd het populair als een suiker verkregen tegen prijzen die vergelijkbaar zijn met die van de productie van sucrose.

Momenteel worden verschillende methoden gebruikt om het te isoleren van hout van verschillende soorten houtachtige planten en sommige afvalproducten.

De derivaten worden veel gebruikt als zoetstoffen in voedsel en drankjes die zijn ontwikkeld voor diabetische mensen, omdat ze niet bijdragen aan de toename van de bloedglucosewaarden. De meest gesynthetiseerde en gebruikte afgeleide als zoetstof is Xilitol.

Het gebruik van xylose als koolstofbron in de alcoholische gistingsindustrie is deze tijden geworden in een van de belangrijkste punten van wetenschappelijk onderzoek.

[TOC]

Kenmerken

Net als glucose heeft de xylose een zoete smaak en sommige onderzoeken hebben bewezen dat hij ongeveer 40% van de zoete glucossmaak heeft.

Als reagens wordt het commercieel bereikt als een wit kristallijn uitziend poeder. Het heeft, net als vele andere penteuze suikers, een molecuulgewicht dat ongeveer 150 is.13 g/mol en een C5H10O5 moleculaire formule.

Gezien de polaire structuur is dit monosacharide gemakkelijk oplosbaar in water en heeft een smeltpunt rond 150 ° C.

Kan u dienen: Flora en Fauna van Tlaxcala: meer representatieve soorten

Structuur

De meest voorkomende isomeer of isomeer in de natuur is d-xilosa, terwijl de L-xylose-vorm is wat wordt verkregen door chemische synthese voor commercieel gebruik.

Deze koolhydraat heeft vier OH -groepen en dankzij de gratis aldehyde -groep wordt het beschouwd als een reducerende suiker. Net als andere suikers, afhankelijk van het medium waar je bent, kan het op verschillende manieren zijn (met betrekking tot de vorm van de ring).

Haworth -projectie voor de Xylose (bron: Neurotokeker [Public Domain] via Wikimedia Commons)

Cyclische isomeren (hemiacetalen) kunnen worden gevonden in oplossing zoals pyrans of furans, dat wil zeggen als ringen van zes of vijf links die op hun beurt, afhankelijk van de positie van de hydroxylgroep (-OH) anomerisch, meer isomerisch kunnen hebben vormen.

Functie

In cellen

Net als andere sacchariden zoals glucose, fructose, galactose, hand en arabineus, evenals sommige aminogroepsuikers, is D-xylose een monosacharide dat vaak kan worden gevonden als een structureel onderdeel van grote polysachariden.

Het vertegenwoordigt meer dan 30% van het materiaal verkregen uit de hydrolyse van de hemicellulose van plantaardige oorsprong en kan door sommige bacteriën, gisten en schimmels naar ethanol worden gefermenteerd naar ethanol.

Als het belangrijkste bestanddeel van xilano -polymeren in planten, wordt xylose beschouwd als een van de meest voorkomende koolhydraten op aarde na glucose.

De hemicellulose is meestal samengesteld uit arabinoxylano, een polymeer waarvan skelet bestaat uit xilosa's gekoppeld door β -1,4 -banden, waar in de -oH -groepen van posities 2 'of 3' kan worden verenigd door Arabinous Waste. Deze links kunnen worden afgebroken door microbiële enzymen.

Door de metabole route van het pentosefosfaat in eukaryotische organismen wordt de xylose gekataboliseerd tot xylulose-5-P, die werkt als een intermediair van deze route voor de daaropvolgende synthese van nucleotiden.

Xylose in de nectar

Tot meer dan tien jaar geleden waren de belangrijkste suikers in de bloemennectar glucose, fructose en sucrose. Ondanks hen hebben twee genres van de familie Proteaceae een vierde monosaccharide: de xylose.

Kan u van dienst zijn: de 12 fasen van de menselijke ontwikkeling en de kenmerken ervan

De geslachten Protea  En Faurea Ze hebben dit saccharide in concentraties van maximaal 40% in hun nectar, een feit dat moeilijk te verklaren is omdat het niet smakelijk (opvallend of blij) lijkt te zijn voor de meeste natuurlijke bestuivers van deze planten.

Sommige auteurs beschouwen dit kenmerk als een mechanisme voor het voorkomen van niet -specifieke bloemenbezoekers, terwijl anderen denken dat hun aanwezigheid te maken heeft met de afbraak van celwanden van schimmels of bacterie -nectaries.

In de geneeskunde

D-xylose wordt ook gebruikt als intermediair in de productie van geneesmiddelen met therapeutische functies. Het wordt gebruikt als een suikervervanging voor antibonische doeleinden (anti-caries).

Op dierenartsen wordt het gebruikt voor de Jugorion -test en op dezelfde manier is het betrokken bij procedures om de darmabsorptiecapaciteit van eenvoudige suikers bij mensen bij mensen te evalueren.

In de industrie

Zoals eerder vermeld, een van de meest voorkomende toepassingen van de xylose (Food and Drug Administration, Drugs- en voedseltoediening).  

De productie van alternatieve brandstoffen zoals ethanol wordt voornamelijk bereikt dankzij de fermentatie van koolhydraten die aanwezig zijn in plantenbiomassa, die een langdurige bron van genoemde alcohol vertegenwoordigt.

De xylose is het tweede meest voorkomende koolhydraat van aard, omdat het deel uitmaakt van de hemicellulose, een heteropolysacharide aanwezig in de celwand van de plantencellen en dat is een belangrijk onderdeel van de vezels in het hout.

Er wordt momenteel veel moeite gedaan om de gisting van deze suiker te bereiken om meer ethanol uit het plantenweefsel te produceren, met behulp van genetisch gemodificeerde micro -organismen voor dit doel (vooral bacteriën en gisten).

Kan u van dienst zijn: DNA -polymerase

Effecten van xylose op diermetabolisme

De xylose lijkt heel weinig te worden benut door monogastrische dieren (dieren met een enkele maag, anders dan herkauwersdieren, met meer dan één maagholte).

Zowel bij vogels als bij varkens, wanneer Too D-Xilosa is opgenomen in zijn dagelijkse dieet, een lineaire afname van de gemiddelde dagelijkse gewichtstoename, in de efficiëntie van voedsel en in het gehalte van uitgescheiden droge stof kan worden waargenomen.

Dit wordt verklaard door het onvermogen van de meeste dieren voor de afbraak van hemicellulosepolymeren, dus verschillende onderzoeksgroepen hebben de taak gegeven om alternatieven te zoeken zoals exogene enzymen, de opname van probiotica en micro -organismen in het dieet, enz.

Er is heel weinig bekend over het metabole gebruik van xylose in gewervelde dieren, maar het is bekend dat de toevoeging ervan als een voedingssupplement meestal eindigt als een uitscheidingsproduct in urine.

Referenties

1. Garrett, r., & Grisham, c. (2010). Biochemie (4e ed.)). Boston, VS: Brooks/Cole. Cengage leren.
2. Huntley, n. F., & Geduld, j. F. (2018). Xylose: absorptie, fermentatie en post-absorptief metabolisme in het varken. Journal of Animal Science and Biotechnology, 9(4), 1-9.
3. Jackson, s., & Nicolson, s. W. (2002). Xylose met betrekking tot nectarsuiker: van biochemie tot ecologie. Vergelijkende biochemie en fysiologie, 131, 613-620.
4. Jeffries, T. W. (2006). Engineering yasts voor xylose -metabolisme. Huidige mening in biotechnologie, 17, 320-326.
5. Kotter, p., & Ciriacy, m. (1993). Xylose -fermentatie door Saccharomyces cerevisiae. Toepassing. Microbiol. Biotechnol, 38, 776-783.
6. Mathews, c., Van Holde, K., & Ahern, k. (2000). Biochemie (3e ed.)). San Francisco, Californië: Pearson.
7. Miller, m., & Lewis, h. (1932). Pentosse -metabolisme. J. Biol. Chem., 98, 133-140.
8. Nationaal centrum voor biotechnologie -informatie. PubChem -database. (+)-Xylose, CID = 644160, www.Pubchem.NCBI.NLM.NIH.Gov/Comunund/644160 (toegankelijk op april. 12, 2019)
9. Schneider, h., Wang, p., Chan, en., & Illaleszka, r. (1981). Conversie van D-xylose in ethhanol door de gist Pachysolen Tannophilus. Biotechnology Letters, 3(2), 89-92.