Biochimie - Curs 4- 2019 Figura 1. Structura zaharozei Figura 2. Structura trehalozei Oligozaharide si polizaharide Grupările hidroxil din monozaharide pot fi implicate în formarea de legături glicozidice. Oligozaharidele au în componenţă două sau mai multe monozaharide legate prin una sau mai multe legături O-glicozidice. Dizaharidele Cele mai abundente dizaharide care se găsesc în natură sunt: lactoza, zaharoza şi trehaloza. Maltoza se formează indirect prin hidroliza amidonului. Zaharoza (Figura 1) este o dizaharidă nereducătoare (nu reduce soluţia Fehling – atomii de carbon din glucoză şi fructoză care intră în componenţa zaharozei nu au grupările –OH anomerice libere şi din acest motiv nu posedă nici grupări aldehidice sau cetonice libere, care pot rezulta prin desfacerea ciclurilor piranozic sau furanozic) şi constituie principalul dizaharid din trestia de zahăr (din care se separă prin presare) sau sfeclă de zahăr (din care se separă prin difuzie în apă). Acest dizaharid a fost folosit în stare cristalină încă din anul 300 (în India), dar a fost introdus abia la sfarşitul secolului al XV-lea în Europa. În zaharoza, o legătură O-glicozidică se formează între o moleculă de -glucopiranoză (la atomul de carbon 1) şi una de -D- fructofuranoză (la atomul de carbon 2). Structura zaharozei a fost demonstrată prin metilarea totală a acestui compus urmată de reacţia de hidroliză. Zaharoza este unul dintre principalii agenţi de îndulcire şi din acest motiv circa 10 8 tone de dizaharid sunt produse anual. Zaharoza este folosită în produsele farmaceutice la prepararea tabletelor sau a dextranului (un polizaharid care este utilizat drept înlocuitor pentru plasma sangvină sau drept suport în cromatografie – separarea macromoleculelor). Legătura glicozidică din zaharoză (D +66) poate fi clivată de o enzimă numită invertaza (care este prezentă în miere şi specifică pentru hidroliza -D-fructofuranozelor) într-un amestec echimolecular de D-fructoză şi D-glucoză, amestec care este cunoscut sub denumirea de zahăr invertit (D -22). Zaharoza constituie carbohidratul principal în cadrul transportului zaharurilor din plantele verzi, în timp ce trehaloza joacă un rol similar în insecte, asemeni D- glucozei din sângele uman. Trehaloza sau “zaharul din ciuperci” (un dizaharid nereducător, Figura 2), se găseşte atât în fungi cât şi în alte organisme. Aceasta serveşte drept carbohidrat de transport în hemolimfa insectelor şi de asemenea joacă rol de agent de “antiîngheţare” în multe specii. Aceasta constituie până la 20% din
10
Embed
Oligozaharide si polizaharide · apei sporii (sau celelalte organisme) germinează rapid determinând creşterea activităţii ... cu maltoza si se obţine prin hidroliza celulozei.
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Biochimie - Curs 4- 2019
Figura 1. Structura zaharozei
Figura 2. Structura trehalozei
Oligozaharide si polizaharide
Grupările hidroxil din monozaharide pot fi implicate în formarea de legături
glicozidice. Oligozaharidele au în componenţă două sau mai multe monozaharide legate
prin una sau mai multe legături O-glicozidice.
Dizaharidele
Cele mai abundente dizaharide
care se găsesc în natură sunt: lactoza,
zaharoza şi trehaloza. Maltoza se
formează indirect prin hidroliza
amidonului.
Zaharoza (Figura 1) este o
dizaharidă nereducătoare (nu reduce
soluţia Fehling – atomii de carbon din
glucoză şi fructoză care intră în
componenţa zaharozei nu au grupările –OH anomerice libere şi din acest motiv nu posedă
nici grupări aldehidice sau cetonice libere, care pot rezulta prin desfacerea ciclurilor
piranozic sau furanozic) şi constituie principalul dizaharid din trestia de zahăr (din care se
separă prin presare) sau sfeclă de zahăr (din care se separă prin difuzie în apă). Acest
dizaharid a fost folosit în stare cristalină încă din anul 300 (în India), dar a fost introdus
abia la sfarşitul secolului al XV-lea în Europa. În zaharoza, o legătură O-glicozidică se
formează între o moleculă de -glucopiranoză (la atomul de carbon 1) şi una de -D-
fructofuranoză (la atomul de carbon 2). Structura zaharozei a fost demonstrată prin
metilarea totală a acestui compus urmată de reacţia de hidroliză.
Zaharoza este unul dintre principalii agenţi de îndulcire şi din acest motiv circa
108 tone de dizaharid sunt produse anual. Zaharoza este folosită în produsele
farmaceutice la prepararea tabletelor sau a dextranului (un polizaharid care este utilizat
drept înlocuitor pentru plasma sangvină sau drept suport în cromatografie – separarea
macromoleculelor).
Legătura glicozidică din zaharoză (D +66) poate fi clivată de o enzimă numită
invertaza (care este prezentă în miere şi specifică pentru hidroliza -D-fructofuranozelor)
într-un amestec echimolecular de D-fructoză şi D-glucoză, amestec care este cunoscut
sub denumirea de zahăr invertit (D -22). Zaharoza constituie carbohidratul principal
în cadrul transportului zaharurilor din
plantele verzi, în timp ce trehaloza joacă
un rol similar în insecte, asemeni D-
glucozei din sângele uman.
Trehaloza sau “zaharul din
ciuperci” (un dizaharid nereducător,
Figura 2), se găseşte atât în fungi cât şi
în alte organisme. Aceasta serveşte drept
carbohidrat de transport în hemolimfa
insectelor şi de asemenea joacă rol de
agent de “antiîngheţare” în multe specii.
Aceasta constituie până la 20% din
Biochimie - Curs 4- 2019
Figura 3. Structurile - și -lactozei (legături -1,4-glicozidice)
cantitatea de masă uscată a organismelor anhidrobiotice, care pot supravieţui
dehidratărilor complete. Aceaste organisme includ sporii unor fungi, celulele de drojdie
sau unele nematode. Aceste organisme pot rămâne în stare deshidratată pe durata a
câtorva ani (legăturile de hidrogen dintre trehaloza şi fosfatidilcolină pot stabiliza
membranele celulare uscate). În momentul în care apar schimbări radicale în concentraţia
apei sporii (sau celelalte organisme) germinează rapid determinând creşterea activităţii
trehalazei, o enzimă care hidrolizează trehaloza la glucoză. Mamiferele nu pot sintetiza
trehaloza, ele posedă enzima trehalaza pentru a descompune trehaloza care este ingerată
în organism. La oameni trehalaza a fost detectată în tractul gastrointestinal și în rinichi.
Trehalaza a fost localizată și în dendritele neuronilor localizați în hipocampusul, cortexul
cerebral sau celulele Purkinje din creierul șoarecilor. La plante, trehaloza exogenă,
suplimentată în cantități reduse, atenuează tulburările fiziologice și biochimice induse de
stresul abiotic.
Lactoza, o dizaharidă reducătoare din lapte (4,5% la vacă; 6,5% la oameni),
constă dintr-o moleculă de galactoză şi una de glucoză unite printr-o legatură -1,4-
glicozidică (Figura 3). Oricum, în formă cristalină această dizaharidă există sub forma a
doi izomeri -lactoză şi -lactoză. Ultimul dintre aceştia este mult mai solubil şi mai
dulce faţă de primul. -lactoza cristalizează în îngheţată care este ţinută în congelator
pentru perioade mai lungi şi are o textură nisipoasă.
Lactoza poate fi hidrolizată de o enzimă specifică (lactaza la oameni şi -galactozidaza
în cazul bacteriilor; există oameni care pierd enzima lactază dupa naştere şi astfel
organismul acestora nu mai tolerează lactoza şi din aceste motive aceştia trebuie să
consume alimente fară lactoză; enzima lactază este produsă în intestinul subţire şi
produce glucoza şi galactoza, ultima este convertită la nivelul ficatului în glucoză şi ca
atare creşte nivelul de glucoză din sânge). Nivelul scăzut al acestei enzime la oameni
(mai mult de 75% din populația adultă suferă de deficiență de lactază) poate determina
trecerea majorității lactozei nemetabolizate prin tractul digestiv spre colon (după 30 – 120
min de la ingerarea produselor pe bază de lactoză), unde sunt generați produșii rezultați
din fermentația bacteriană (cantități însemnate de CO2, H2 și acizi organici iritanți) la
diaree, balonări etc. Intoleranța la lactoză, care inițial a fost considerată o dereglare
metabolică, este un lucru normal la adulți în particular la indivizii care au o descendență
africană sau asiatică. Interesant este faptul că nivelele de -galactozidază descresc ușor
cu vârsta la descendenții populațiilor care s-au bazat de-a lungul vieții pe o alimentație
Biochimie - Curs 4- 2019
Figura 4. Structurile maltozei și celobiozei
bogată în produsele lactate. Tehnologiile moderne vin în sprijinul persoanelor care adoră
laptele, dar posedă intoleranță la lactoză. Din acest motiv această categorie de oameni
consumă lapte a cărui lactoză a fost în prealabil hidrolizată enzimatic. Cantitatea de
lactoză din urină crește la femeile gravide sau la persoanele cu intoleranță la acest
dizaharid.
Maltoza este constituită din două
molecule de glucoză legate prin
intermediul unei legături -1,4-glicozidice.
Legătura glicozidică poate fi scindată de
enzima numită maltaza.
Cele trei enzime care hidrolizează
dizaharidele sunt localizate la suprafaţa
celulelor epiteliale (din intestinul mic).
Maltoza (Figura 4) este produsă prin
hidroliza enzimatică (amilazele intervin în
procesul de scindare a polizaharidelor) a
amidonului şi este un precursor al D-
glucozei în tractul digestiv al mamiferelor. În
urma acestei reacţii de hidroliză rezultă un
sirop (conţine 60% maltoză, 25% D-glucoză
şi 15% maltodextrine) utilizat drept
îndulcitor în industria alimentară sau în
procesele de fermentaţie. Atât maltoza cât și
zaharoza pot fi convertite la etanol de către
drojdii în urma proceselor de fermentație.
Celobioza este dizaharida izomeră
cu maltoza si se obţine prin hidroliza celulozei. Diferenţa structurală între maltoză şi
celobioză este determinată de natura legăturii glicozidice (-glicozidică în celobioză, -
glicozidică în maltoză). Prin metilare, urmată de reacţia de hidroliză s-a dovedit faptul că
este vorba de o legătură de tip 1,4-glicozidic. Celobioza este hidrolizată de o enzimă (-
glicozidaza din sâmburii de migdale amare) care este specifică legăturii -glicozidice.
Acest tip de enzimă lipseşte la animalele superioare, în schimb melcii, omizile şi unele
microorganisme posedă un set enzimatic alcătuit celobiază (care scindeză celobioza) şi
celulaza (enzima care scindează celuloza).
Oligozaharidele
Rafinoza este o trizaharidă compusă din galactoză, fructoză și glucoză. Se găsește
în fasole, varza de Bruxelles, broccoli, sparanghel și cerealele integrale. Rafinoza este
hidrolizată la D-galactoză și zaharoză de către galactozidază. Rafinoza este, de asemenea,
cunoscută sub numele de melitoză și poate fi “formal” considerată rezultatul cuplării prin
intermediul unei legături -1,6 glicozidică a unui rest de galactoză cu un rest de
zaharoză.
Melezitoza este o trizaharidă nereducătoare care este produsă de insecte (afide)
printr-o reacție enzimatică. Melezitoza constituie o sursă de hrană pentru albine.
Melezitoza poate fi parțial hidrolizată la glucoză și turanoză, ultimul dizaharid fiind un
izomer al zaharozei.
Biochimie - Curs 4- 2019
Figura 5. Glicolipide (antigeni) din membrana eritrocitelor
ce pot fi recunoscute de proteine specifice (anticorpi) din sânge