Spannungseigenschaften, Biosynthese, Funktionen

Der Pentosas Es sind Monosaccharide mit fünf Kohlenstoffen und deren empirische Formel C ist c₅H₁₀ENTWEDER₅. Ähnlich wie bei anderen Monosacchariden sind Pentose pentose polyhydroxylierte Zucker, die Aldose (wenn sie eine Aldehydgruppe haben) oder Ketosas (falls sie eine Cetona -Gruppe haben) sein können).

Eines der metabolischen Ziele von Glukose bei Tieren und Gefäßpflanzen ist die Oxidation über Pentosephosphat, um 5-phosphat-Ribose zu produzieren, eine Pentose, die Teil der DNA ist.

Quelle: Neurotoger [Public Domain]

Andere Wege verwandeln Glukose (durch Wirkung von Isomerasen, Kinasen und Epicherasen) in die Xylulose und die arabische Pentose, die strukturelle Funktionen haben. Seine Fermentation für Mikroorganismen ist in der Biotechnologie wichtig.

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Eigenschaften

In allen Monosacchariden, einschließlich des Pentose. Dies bestimmt, ob die Pentose ein Enantiomer d oder l ist.

Die Aldopentasen haben drei chirale Zentren (C-2, C-3, C-4), während die Ketusse zwei chirale Zentren haben (C-3, C-4).

In der Natur sind Pentose mit Konfiguration D häufiger als Pentose mit L -Konfiguration. Die Aldopentosas mit Konfiguration D sind: arabisch, lixös, ribose und xylose. Cetopentasen mit D -Konfiguration sind: Ribulosa und Xylulose.

Pentosasen können durch Carbonylreaktionen der Aldehyd- oder Cetona -Funktion mit einer sekundären Hydroxylgruppe in einer intramolekularen Reaktion zykliert werden. Pentosas kann Pyraner oder Furanas bilden.

Die Aldehydgruppe der Aldopentasen, wie in allen Billigern. Das gebildete Produkt heißt Aldonsäure. Diese Monocarbonsäure kann eine zweite Oxidation erleben, die in Kohlenstoff 6 auftritt, ein primärer Alkohol, der in eine Dicarbonsäure namens Aldarsäure umgewandelt wird.

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Pentosas als strukturelle Komponenten

Die Analyse der Zusammensetzung von Cellulose und Lignin zeigt, dass beide Substanzen aus hexösen und Pentosas bestehen, die gleich oder die gleichen oder vorhandenen Hexos (bis zu zweimal) als die Pentose sind.

Cellulose und Hemicellulose finden sich an der Zellwand von Pflanzen. Cellulosekristalline Mikrofibrillen umgeben amorphe Hemicellulose, die in eine Ligninmatrix eingebettet ist. Cellulose besteht hauptsächlich aus Glukose und anderen Zucker wie Celoppious, Zestrious und Zestray.

Hemicellulose ist eine Heteropolysa von kurzen Auswirkungen aus HexoSsen, D-Glycose, D-Galactose und D-Moseasa und Pentosas, hauptsächlich D-Xilosa und D -yrabinosa.

In Lignocelluloseabfällen ist der Anteil der Xylose größer als der von Araberosen. Pentosas repräsentieren 40% des Gesamtzuckers (Hexosas + Pentosas). Die Holzarten unterscheiden sich durch die Substitutionen von Xilanos.

Hemicellulose wird nach den Zuckerresten eingestuft, die sie hat. Die Art und Menge von Hemicellulose variiert je nach Anlage, der Art des Gewebes, des Wachstumszustands und der physiologischen Bedingungen stark. Der D-Xilano ist die am häufigsten vorkommende Pentose in Laub- und Nadelbäumen.

Biosynthese von Pentosas

In der Natur sind die am häufigsten vorkommenden Pentosas D-Xylose, L-Arabinosa und D-Libose sowie die D-Arabinol- und Ribitol-Pentitole. Andere Pentose sind sehr selten oder es gibt keine.

In Pflanzen ist der Calvin-Zyklus eine Quelle phosphorylierter Zucker wie D-FRUCEASE-6-Phosphat, die in D-Glucose-6-phosphat umgewandelt werden können. Eine Phosphogomutase katalysiert die Interkonversion von D-Glucose-6-phosphat in D-Glucose-1-phosphat.

UDP-Glucose-Enzys fosforilasa katalysiert die Bildung von UDP-Glucosa aus Uridin-Triphosphat (UTP) und D-Glucosa-1-Phosphat. Die folgende Reaktion besteht aus einer Oxid-Reduktion, in der der NAD⁺ Akzeptieren Sie UDP-Glucose-Elektronen, die zu UDP-Glucuronato werden. Letzteres erfährt eine Decarboxylierung und wird in UDP-Xilosa umgewandelt.

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Die UDP-Arabinosa-4-Epimerase katalysiert die Umwandlung der UDP-Xilosa in UDP-Yarabinosa und ist eine reversible Reaktion. Beide UDP-Subcuts (UDP-Xilosa und UDP-Arabinosa) können für die Hemicellulose-Biosynthese verwendet werden.

Der Calvin-Zyklus erzeugt auch Pentosephosphat wie die 5-phosphat-Ribose, eine Aldosa, die 5-Phosphat-Ribulose oder eine Ketose, die zum Fixieren von Kohlendioxid dienen.

In Escherichia coli, Die L-Arabinosa wird von einer Isomerase L-Arabinous in L-libulous umgewandelt. Dann wird das L-Libulous zuerst in L-Libulous 5-phosphat und dann in D-Xillosa 5-phosphat durch die Wirkung der L-Libulokine und L-Libulous 5-Phosphat-Epimherase umgewandelt.

Fermentation von Pentose zur Herstellung von Ethanol

Ethanol wird kommerziell durch Fermentation und chemische Synthese produziert. Die Fermentation Ethanolproduktion erfordert, dass Mikroorganismen hexosöse und peuchte als Energiequelle verwendet werden. Das Erhalten von Ethanol aus Pentose ist größer, wenn beide Zucker in großen Mengen vorhanden sind.

Viele Organismen wie Hefen, filamentöse Pilze und Bakterien können bei Temperaturen zwischen 28 ° C und 65 ° C und mit einem pH zwischen 2 und 8 Alkohol fermentieren und arabischen.

Einige Stämme von Candida sp. Sie haben die Fähigkeit, nur aus D-Xilosa zu wachsen, wobei Ethanol das Hauptfermentationsprodukt ist. Die Hefen, die das Xylose am besten zu Ethanol fermentieren, sind Bretanomyces sp., Candida sp., Hansenula sp., Kluyveromyces sp., Pachysolen sp. Und Saccharomices sp.

Der filamentöse Pilz Fusarium oxysporum Fermenta -Glukose zu Ethanol, die Kohlendioxid produziert. Dieser Pilz ist auch in der Lage, D-Xylose in Ethanol umzuwandeln. Es gibt jedoch andere Pilze, deren Fermentationskapazität der D-Xilosa größer ist. Diese beinhalten Mukor sp. Und Neurospora Crassa.

Viele Bakterien können Hemicellulose als Energiequelle verwenden, aber die Fermentation von Zucker erzeugt zusätzlich zu Ethanol, wie organische Säuren, Ketone und Gase.

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Die häufigsten Pentosas: Struktur und Funktion

Ribosa

Rippensymbol. Es ist eine Aldopentosa und das D-Libose-Enantiomer ist häufiger als die L-Libose. In Wasser löslich. Es ist ein Metaboliten des Pentosa -Phosphatwegs. Die Ribose ist Teil der RNA. Deoxi-Libose ist Teil der DNA.

Arabinose

Ara -Symbol. Es ist eine Aldopentosa, der L-arabinöse Enantiulo ist häufiger als der D-Arabinosa. Arabinous ist Teil der Zellwand der Pflanzen.

Xylose

Xylsymbol. Es ist eine Aldopentosa, das D-Xilosa Enantiomer ist häufiger als L-Xilosa. Es ist in der Zellwand von Pflanzen vorhanden und in vielen Holzarten reichlich vorhanden. Es ist auch in der Baumwollsamenschale und La Concha de Pacana vorhanden.

Ribulosa

Subsymbol. Es ist eine Zea, das D-Libulous Enantiomer ist häufiger als das L-Libulous. Es ist ein Metabolit der Pentosa -Phosphatstraße und ist in Pflanzen und Tieren vorhanden.

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