КСИЛОЗА: КАРАКТЕРИСТИКЕ, СТРУКТУРА И ФУНКЦИЈЕ - БИОЛОГИЈА - 2025

Ксилосе ис а моносахарида пет атома који имају алдехидну функционалну групу, тако да је класификован заједно са односе као рибоза и арабиноза, у групи алдопентосес шећера.

Коцх је 1881. године први открио и изоловао од дрвета. Отада су га многи научници сврстали у један од "најређих" и најчешћих шећера с обзиром на потешкоће и трошкове његовог добијања.

Фисхерова пројекција за Д- и Л-ксилозу (Извор: акане700 путем Викимедиа Цоммонс)

1930. године, међутим, америчка задруга успела је да је добије из љуске памучног семена, много јефтинијег материјала, и од тада је постала популарна као шећер који се може добити по ценама упоредивим са производњом сахарозе.

Тренутно се користе различите методе за његово изоловање из дрвета различитих врста дрвенастих биљака и неких отпадних производа.

Њени деривати се широко користе као заслађивачи у храни и пићима развијеним за дијабетичаре, јер не доприносе повећању нивоа глукозе у крви. Највише синтетизовани дериват коришћен као заслађивач је ксилитол.

Употреба ксилозе као извора угљеника у индустрији алкохолног врења постала је једна од најважнијих тачака научног истраживања у овим временима.

карактеристике

Попут глукозе, ксилоза има сладак укус, а нека истраживања показују да садржи око 40% слатког укуса глукозе.

Као реагенс комерцијално је доступан као бели кристални прах. Има, као и многи други пентоза шећери, молекулску тежину од око 150,13 г / мол и молекулску формулу Ц5Х10О5.

С обзиром на поларну структуру, овај моносахарид је лако растворљив у води и има талиште око 150 ° Ц.

Структура

Најчешћи облик или изомер у природи је Д-ксилоза, док је Л-ксилозни облик добијен хемијском синтезом за комерцијалну употребу.

Овај угљени хидрат има четири ОХ групе и захваљујући својој слободној алдехидној групи сматра се редукцијским шећером. Као и остали шећери, овисно о медијуму у којем се налази, може се наћи на различите начине (у односу на облик његовог прстена).

Хавортх-ова пројекција за Ксилосе (Извор: НЕУРОтикер виа Викимедиа Цоммонс)

Циклички изомери (хемиацеталс) могу се наћи у раствору као пирани или фурани, то јест, као прстенови са шест или пет веза који заузврат, у зависности од положаја аномерне хидроксилне групе (-ОХ), могу имати више изомерних облика .

Карактеристике

У ћелијама

Као и други сахариди као што су глукоза, фруктоза, галактоза, маноза и арабиноза, као и неки изведени амино шећери, Д-ксилоза је моносахарид који се обично може наћи као структурни део великих полисахарида.

Представља више од 30% материјала добијеног хидролизом хемицелулозе биљног порекла и може га ферментирати у етанол неким бактеријама, квасцима и гљивицама.

Као главни састојак ксиланских полимера у биљкама, ксилоза се сматра једним од најобилнијих угљених хидрата на земљи након глукозе.

Хемицелулоза је састављена већим делом од арабиноксилана, полимера чија је кичма сачињена од ксилоза повезаних β-1,4 везама, при чему се остаци арабинозе могу повезати у -ОХ групама на 2 'или 3' положајима. Ове везе могу се разградити микробним ензимима.

Кроз метаболички пут пентоз-фосфата у еукариотским организмима, ксилоза се катаболизира у ксилулозу-5-П, која у том путу функционише као посредник за наредну синтезу нуклеотида.

Ксилоза у нектар

До пре нешто више од деценије, главни шећери који се налазе у цветном нектару били су глукоза, фруктоза и сахароза. Упркос њима, два рода породице Протеацеае поседују четврти моносахарид: ксилоза.

Протеи и Фауреа родови имају тај сахарид у концентрацији до 40% у свом нектару, што је тешко објаснити чињеницу јер изгледа да није укусна (упечатљива или укусна) за већину природних опрашивача ових биљака.

Неки аутори сматрају ову карактеристику превентивним механизмом за неспецифичне посетиоце цвећа, док други сматрају да њено присуство има више везе са деградацијом ћелијских зидова нектара гљивицама или бактеријама.

У медицини

Д-ксилоза се такође користи као интермедијер у производњи лекова са терапеутским функцијама. Користи се као замена за шећер у сврхе против каријеса (анти-каријес).

У области ветеринарске медицине користи се за тестирање малабсорпције и на исти начин се укључује у поступке за процену цревне способности апсорпције једноставних шећера код људи.

У индустрији

Као што је већ споменуто, једна од најчешћих употреба ксилозе, комерцијално речено, представља додатак прехрани нискокалоричним заслађивачем и његову употребу је одобрила ФДА (Управа за храну и лекове). .

Производња алтернативних горива попут етанола постиже се углавном захваљујући ферментацији угљених хидрата присутних у биљној биомаси, што представља дугорочни извор наведеног алкохола.

Ксилоза је други најбројнији угљени хидрат у природи, пошто је део хемицелулозе, хетерополизахарида присутног у ћелијској стијенци биљних ћелија и који је важан део влакана у дрвету.

Тренутно се улаже много напора за постизање ферментације овог шећера како би се произвела већа количина етанола из биљног ткива, користећи у ту сврху генетски модификоване микроорганизме (нарочито бактерије и квасце).

Утицај ксилозе на животињски метаболизам

Чини се да ксилозу врло мало користе моногастричне животиње (животиње са једним стомаком, различите од животиња које се пребијају, са више од једне желудачне шупљине).

И код перади и код свиња, када је превише Д-ксилозе укључено у њихову дневну исхрану, може се приметити линеарно смањење просечног дневног повећања килограма, ефикасности храњења и садржаја излучених сувих материја.

То се објашњава неспособношћу већине животиња за разградњу полимера хемицелулозе, због чега су различите истраживачке групе добиле задатак да траже алтернативе као што су егзогени ензими, укључивање пробиотика и микроорганизама у дијета итд.

О метаболичкој употреби ксилозе у кичмењацима врло мало се зна, међутим, познато је да њено додавање као додатак исхрани обично заврши као продукт излучивања мокраћом.

Референце

1. Гарретт, Р., и Грисхам, Ц. (2010). Биохемија (4. изд.). Бостон, САД: Броокс / Цоле. ЦЕНГАГЕ Учење.
2. Хунтлеи, НФ, & Патиенце, ЈФ (2018). Ксилоза: апсорпција, ферментација и пост-апсорптивни метаболизам код свиње. Часопис за животињску науку и биотехнологију, 9 (4), 1–9.
3. Јацксон, С., и Ницолсон, СВ (2002). Ксилоза као нектарни шећер: од биохемије до екологије. Упоредна биохемија и физиологија, 131, 613–620.
4. Јеффриес, ТВ (2006). Инжењерски квасци за метаболизам ксилозе. Тренутно мишљење о биотехнологији, 17, 320–326.
5. Коттер, П., и Цириаци, М. (1993). Ферментација ксилозе Саццхаромицес церевисиае. Аппл. Мицробиол. Биотецхнол, 38, 776-783.
6. Матхевс, Ц., ван Холде, К., и Ахерн, К. (2000). Биохемија (3. изд.). Сан Франциско, Калифорнија: Пеарсон.
7. Миллер, М., и Левис, Х. (1932). Метаболизам пентозе. Ј. Биол. Цхем., 98, 133-140.
8. Национални центар за информације о биотехнологији. ПубЦхем база података. (+) - Ксилосе, ЦИД = 644160, ввв.пубцхем.нцби.нлм.них.гов/цомпоунд/644160 (приступљено 12. априла 2019)
9. Сцхнеидер, Х., Ванг, П., Цхан, И. и Малесзка, Р. (1981). Конверзија Д-ксилозе у етанол помоћу квасца Пацхисолен таннопхилус. Биотецхнологи Леттерс, 3 (2), 89–92.