ALDOSAS: JELLEMZŐK, TÍPUSOK, SZÉNATOMSZÁM - BIOLÓGIA - 2025

Az aldózok terminális aldehidcsoporttal rendelkező monoszacharidok. Ezek egyszerű cukrok, mivel nem hidrolizálhatók más egyszerűbb cukrok előállításához. Három és hét szénatomot tartalmaznak. A ketózokhoz hasonlóan az aldózok többértékű cukrok.

A természetben a legelterjedtebb aldózok az arabinóz, galaktóz, glükóz, mannóz, ribóz és xilóz. A fotoszintetikus szervezetekben ezeknek a cukroknak a bioszintézise a fruktóz-6-foszfátból, a Calvin-ciklusból származó cukorból történik. A heterotróf organizmusok táplálékukból glükózt és galaktózt kapnak.

Forrás: NEUROtiker

jellemzők

Az aldohexózokban az összes szén királis, kivéve az 1. szénatomot, amely az aldehidcsoport (C-1) karbonilszén, valamint a szén 6, amely egy primer alkohol (C-6). Az összes királis szén szekunder alkohol.

Az összes aldózisban az aldehidcsoport karbonil-szénétől legtávolabbi királis központ abszolút konfigurációja lehet a D-glicerraldehid vagy az L-glicerraldehid. Ez határozza meg, hogy az aldóz D vagy L enantiomer.

Általában olyan n-szénatomok adagolása, amelyek 2 ^n-2 sztereoizomerrel rendelkeznek. A természetben a D-konfigurációjú aldosázok bőségesebbek, mint az L-konfigurációjú aldosázok.

Az aldózok aldehid funkciója egy szekunder hidroxilcsoporttal reagál egy intramolekuláris reakcióban, és egy ciklikus hemiacetál képződik. Az aldóz ciklizációja révén a karbonil-szén új királis centrummá alakul, az anomer szénatomot nevezik. Az -OH szubsztituens helyzete az anomer szénen meghatározza a D vagy L konfigurációt.

Azokat az aldózatokat, amelyek anomer szénatomja nem képez glikozid kötéseket, redukáló cukroknak nevezzük. Ennek oka az, hogy az aldózok elektronokat adhatnak, oxidálószerré vagy elektronakceptormá redukálva. Minden aldóz redukáló cukrokat tartalmaz.

Az aldoszák típusai és funkcióik

A glükóz az élőlények fő energiaforrása

A glükolízis a glükóz katabolizmusának egyetemes központi útja. Feladata az energia előállítása ATP formájában. A glikolízis során képződött piruvát követheti a tejsavas erjedési utat (a vázizomban) vagy az alkoholos erjedési utat (élesztőben).

A piruvát teljes mértékben szén-dioxiddá oxidálódhat egy légzési eljárás útján. Magában foglalja a piruvát dehidrogenáz komplexet, a Krebsi ciklust és az elektronok szállító láncát. A fermentációval összehasonlítva a légzés sokkal több ATP-t eredményez egy mól glükózban.

Glükóz és galaktóz a diszacharidokban

A glükóz jelen van olyan diszacharidokban, mint például a cellobióz, izomalt, laktóz, maláta és szacharóz.

A tejben lévő cukor laktóz hidrolízise során D-glükózt és D-galaktózt állítanak elő. Mindkét cukrot kovalensen összekapcsolják a galaktóz 1. szénkötése (β-konfiguráció, glükóz-4 szénatom). A laktóz redukálócukor, mivel rendelkezésre áll a glükóz anomer széne, Gal (β 1 -> 4) Glc.

A szacharóz a fotoszintézis egyik terméke, és sok növényben a legelterjedtebb cukor. A hidrolízis D-glükózt és D-fruktózt eredményez. A szacharóz nem redukáló cukor.

Glükóz mint poliszacharidok alkotóeleme

A glükóz jelen van a poliszacharidokban, amelyek energiatartalékként szolgálnak, mint például a növényekben és az emlősökben a keményítő és a glikogén. Ez szintén jelen van a szénhidrátokban, amelyek strukturális támogatást nyújtanak, mint például a növényekből és a gerinctelenekből származó cellulóz és kitin.

A keményítő a növények tartalék poliszacharidja. Oldhatatlan szemcsékként találhatók, amelyek kétféle glükózpolimerből állnak: amilózból és amilopektinből.

Az amilóz egy össze nem kapcsolt D-glükózmaradék (α 1 -> 4) egy nem elágazó lánca. Az amilopektin egy elágazó láncú glükózmaradékok (α 1 -> 6).

A glikogén az állatok tartalék poliszacharidja. A glikogén az amilopektinre hasonlít, mivel glükózmaradék-lánca (α 1 -> 4) kapcsolódik, de még sokkal több ág van (α 1 -> 6).

A cellulóz a növények sejtfalának része, különösen a növény testének szárában és faalakító alkotóelemeiben. Az amilózhoz hasonlóan a cellulóz az el nem ágazott glükózmaradékok lánca is. 10 000 és 15 000 D-glükóz egységet tartalmaz, amelyeket β1 -> 4 kötések kötik össze.

A kitint módosított glükóz egységek alkotják, például N-acetil-D-glükozamint. Össze vannak kötve β 1 -> 4 kötésekkel.

Mannóz a glikoproteinek összetevőjeként

A glikoproteinek egy vagy több oligoszacharidot tartalmaznak. A glikoproteinek általában a plazmamembrán felületén találhatók. Az oligoszacharidok a fehérjékhez szerin- és treoninmaradékokkal (O-kapcsolt) vagy aszparagin- vagy glutaminmaradékokhoz (N-hez kapcsolódóan) kapcsolódhatnak.

Például növényekben, állatokban és egysejtű eukariótákban az N-kapcsolt oligoszacharid prekurzort adják az endoplazmatikus retikulumba. A következő cukrokkal rendelkezik: három glükóz, kilenc mannóz és két N-acetil-glükozamin, Glc ₃ Man ₉ (GlcNac) ₂.

Ribózis az anyagcserében

Érrendszeri állatokban és növényekben a glükóz pentóz-foszfáttal oxidálható, hogy ribóz-5-foszfátot kapjunk, amely pentóz a nukleinsavak részét képezi. Pontosabban, a ribóz az RNS részévé válik, míg a dezoxiribóz a DNS részévé válik.

A ribóz a többi molekula részét képezi, mint például az adenozin-trifoszfát (ATP), a nikotinamid-adenin-dinukleotid (NADH), a flavin-adenin-dinukleotid (FADH ₂) és a foszforilezett adenin-nikotinamid-dinukleotid (NADPH).

Az ATP egy olyan molekula, amelynek feladata, hogy energiát biztosítson a sejtek különböző folyamataiban. A NADH és a FADH ₂ részt vesz a glükóz katabolizmusában, különösen a redox reakciókban. A NADPH a pentóz-foszfát útvonal glükóz-oxidációjának egyik terméke. Forrása a sejtek bioszintézis útvonalainak csökkentésére.

Arabinóz és xilóz mint szerkezeti komponensek

A növények sejtfala cellulózból és hemicellulózból áll. Ez utóbbi heteropoliszacharidokból áll, amelyek rövid elágazással rendelkeznek, amely hexózból, D-glükózból, D-galaktózból és D-mannózból, valamint pentózokból, például D-xilózból és D-arabinózból áll.

A növényekben a Calvin-ciklus foszforilezett cukrok forrása, például D-fruktóz-6-foszfát, amely D-glükóz-6-foszfáttá alakulhat át. Ezt a metabolitot több lépéssel enzimatikusan katalizálva UDP-xilózra és UDP-arabinózra konvertálják, amelyek a hemicellulóz bioszintézisére szolgálnak.

Az aldózok szénszáma

Alldotriose

Ez egy három szénatomszámú aldóz, D- vagy L-glicerraldehid-konfigurációval. Csak egy cukor van: glicerraldehid.

Aldotetrosa

Ez egy négy szénatomszámú aldóz, D- vagy L-glicerraldehid konfigurációval. Példa: D-eritróz, D-treóz.

aldopentózt

Ez egy öt szénatomos aldóz, D- vagy L-glicerraldehid-konfigurációval. Példák: D-ribóz, D-arabinóz, D-xilóz.

aldohexózt

Hat szénatomszámú aldóz, D- vagy L-glicerraldehid-konfigurációval. Példák: D-glükóz, D-mannóz, D-galaktóz.

Irodalom

1. Cui, SW 2005. Élelmiszer-szénhidrátok: kémia, fizikai tulajdonságok és alkalmazások. CRC Press, Boca Raton.
2. Heldt, HW 2005. Növényi biokémia. Elsevier, Amszterdam.
3. Liptak, A., Szurmai, Z., Fügedi, P., Harangi, J. 1991. Oligoszacharidok CRC kézikönyve: III. Kötet: magasabb oligoszacharidok. CRC Press, Boca Raton.
4. Lodish, H., et al. 2016. Molekuláris sejtbiológia. WH Freeman, New York.
5. Nelson, DL, Cox, MM 2017. Lehninger biokémiai elvek. WH Freeman, New York.
6. Stick, RV, Williams, SJ 2009. Szénhidrátok: az élet nélkülözhetetlen molekulái. Elsevier,
7. Voet, D., Voet, JG, Pratt, CW, 2008. A biokémia alapjai - élet molekuláris szinten. Wiley, Hoboken.