Целобиоза је дисахарид глукозе која садржи целулозу и добијен парцијалном хидролизом целулозе или неокуестоса, што представља трисахарид састоји од фруктозе и глукозе (Фруцт-Глуц-Фруцт) налази у зрнаца кукуруза.
Овај дисахарид је описао хемичар Зденко Ханс Скрауп 1901. године, који је утврдио да је целулоза хомополисахарид састављен од понављајућих јединица истог дисахарида: целобиоза.
Хавортх-ово представништво за Целлобиосе (Извор: Едгар181, путем Викимедиа Цоммонс)
Целулоза је главни структурни полисахарид у биљном царству, пошто се налази у ћелијској стјенци биљних ћелија. Због тога и целобиоза и целулоза имају важне функције.
Целлобиоза се у природи не налази сама од себе. Ово се сматра интермедијарним једињењем за разградњу другог много дужег полисахарида, то јест, добија се искључиво хидролизом целулозе.
Целлобиоза се из глукозе може синтетизовати ензимима глукозидазе који формирају β-глукозидну везу између угљеника на положају 1 једне Д-глукопиранозе и угљеника на положају 4 другог (4- О-Б-Д- глукопиранозил).
Проведена су различита истраживања како би се развили синтетички производни системи за целлобиозу како би се добила целулоза као крајњи производ. Међутим, синтеза и производња овог једињења је много скупља од добијања из биљних организама.
Тренутно је целлобиоза изолована бактеријском хидролизом целулозе, јер неке врсте бактерија поседују ензиме целлобиохидролазе и ендоцелулазе који су неопходни за разградњу целулозе у дисахариде.
карактеристике
Најкарактеристичнија карактеристика целлобиозе је та што су њени саставни моносахариди повезани заједно везама типа β-1,4 чија конформација чини „отпорном“ на хидролизу ензимима α-глукозидазе, као и једињењима са везом α-1. , 4 не може бити супстрат за β-глукозидазу.
Целобиозни ланци у целулози могу се групирати паралелно или антипарално. Промјена оријентације између ових узрокује целулозу типа И (оријентација целлобиозних ланаца паралелно) или целулозу типа ИИ (оријентација целлобиозних ланаца у антипаралном облику).
Целулоза типа И је природни облик који се налази у биљним влакнима обичних и дивљих биљака, док се целулоза типа ИИ формира рекристализацијом целулозе типа И, која је хидролизована у целобизу.
Биосинтеза целулозе у биљкама оркестрирана је ензимима гликозилтрансфераза и целулозном синтазом, који користе УДП-глукозу или целобиозу као супстрат. Генерално овај супстрат потиче од сахарозе.
Друга карактеристична хемијска карактеристика целлобиозе је она у смањеном капацитету, због чега је класификована као редукциони шећер, баш као и лактоза, изомалтоза и малтоза.
Структура
Целлобиоза је дисахарид састављен од 4- О-п-Д-глукопираносилил-П-Д-глукопиранозе (β-Д-Глц п - (1,4) -Д-Глц). Два моносахарида који чине целобиозу су стереоизомери Д-глукозе, опште формуле Ц6Х12О6 и повезани глукозидним везама типа β-1,4.
Дакле, молекуларна формула целобиозе је Ц12Х22О11, пошто се кисеоник у коме се формира гликозидна веза ослобађа у облику воде (Х2О).
Структура целулозе (целлобиоза повезана везом β-1,4) била је предмет многих истраживања, међутим, комплетан кристалографски опис још није постигнут.
Целобиозе присутне у целулозној структури могу да формирају водоничну везу између ендоцикличких оксигена суседних целлобиоза код угљеника на 3 'и 6' положају. Овај водонични мост је резултат сваког остатка шећера који се „окреће“ у односу на први, формирајући ланац у облику врпце или мердевина.
Структура целлобиозе обично је представљена у књигама са Хавортх-овим пројекцијама повезане његовом β везом и унутар структуре целулозе, што олакшава њену визуализацију унутар структуре ћелијског зида, јер представља мостове водоничне и гликозидне везе.
Молекуларна тежина целулозе може бити и до неколико милиона, а њена висока механичка и хемијска отпорност је последица чињенице да су целобиозни ланци паралелно оријентисани и поредани по уздужној оси, успостављајући велики број интермолекуларних водоничних веза. , што ствара високо структуриране микрофибриле.
Карактеристике
Целлобиоза је састојак целулозе, која је главни структурни састојак биљних ћелија. Ово је жилава влакнаста супстанца која је нерастворљива у води.
Целулоза, а самим тим и целобиоза, посебно је концентрисана у трску, стабљици, деблу и свим дрвеним биљним ткивима.
У целулози су целлобиозни молекули линеарно оријентисани. Целулозна влакна могу да се састоје од 5000-7.500 јединица целлобиозе. Тип везе која их уједињује и њихове структурне карактеристике чине овај полисахарид веома отпорним материјалом.
Једна од еволуцијских предности које су развиле биљке је веза β-1,4 која веже молекуле целлобиозе у својој ћелијској стијенци. Већина животиња не може користити целулозу као извор енергије, јер им недостаје ензим који може хидролизовати ове везе.
Тренутни изазов за човечанство је производња биогорива за добијање енергије која је безбедна за животну средину. Стога се врше испитивања са ензимима као што су лигноцелулазе, који ослобађају енергију хидролизом гликозидне везе (β-1,4) између целобиозних јединица које чине целулозу.
Референце
- Бадуи, С. (2006). Хемија хране. (Е. Куинтанар, Ед.) (4. изд.). Мексико ДФ: Пеарсон Едуцатион.
- Деи, П., Харборне, Ј. (1977). Биљна биохемија. Сан Дијего, Калифорнија: Ацадемиц Пресс.
- Финцх, П. (1999). Угљикохидрати: структуре, синтезе и динамика. Лондон, Велика Британија: Спрингер-Сциенце + Бусинесс Медиа, БВ
- Нелсон, ДЛ и Цок, ММ (2009). Лехнингерови принципи биохемије. Омега издања (5. изд.).
- Стицк, Р. (2001). Угљени хидрати. Слатки молекули живота. Академска штампа.
- Стицк, Р. и Виллиамс, С. (2009). Угљикохидрати: Суштинске молекуле живота (друго издање). Елсевиер.