Karakteristik, Struktur dan Fungsi Xilosa

Itu xylose Ini adalah monosakarida dari lima atom karbon yang memiliki kelompok fungsional aldehida, sehingga diklasifikasikan, bersama dengan gula terkait lainnya seperti ribosa dan arabin, dalam kelompok aldopentosa.

Koch, pada tahun 1881, adalah orang pertama yang menemukannya dan mengisolasinya dari kayu. Sejak itu banyak ilmuwan mengkatalogkannya sebagai salah satu gula yang paling "langka" dan tidak biasa mengingat kesulitan dan biaya mereka mendapatkan.

Proyeksi Fisher untuk D- dan L-Xilosa (Sumber: Akane700 [CC BY-SA 3.0 (https: // createveCommons.Org/lisensi/by-sa/3.0)] via Wikimedia Commons)

Namun, pada tahun 1930, koperasi Amerika berhasil mendapatkannya dari cangkang biji kapas, bahan yang jauh lebih murah, dan sejak itu menjadi populer sebagai gula yang diperoleh dengan harga yang sebanding dengan produksi sukrosa.

Saat ini, berbagai metode digunakan untuk mengisolasinya dari kayu dari berbagai spesies tanaman kayu dan beberapa produk limbah.

Turunannya banyak digunakan sebagai pemanis dalam makanan dan minuman yang dikembangkan untuk orang penderita diabetes, karena mereka tidak berkontribusi pada peningkatan kadar glukosa darah. Turunan yang paling disintesis dan digunakan sebagai pemanis adalah xilitol.

Penggunaan xylose sebagai sumber karbon dalam industri fermentasi beralkohol telah menjadi saat -saat ini di salah satu poin terpenting dari penelitian ilmiah.

[TOC]

Karakteristik

Seperti glukosa, xylose memiliki rasa manis dan beberapa penelitian telah membuktikan bahwa ia memiliki sekitar 40% dari rasa glukosa manis.

Sebagai reagen, ia dicapai secara komersial sebagai bubuk pemandangan kristal putih. Itu, seperti banyak gula penthous lainnya, berat molekul sekitar 150.13 g/mol dan formula molekul C5H10O5.

Mengingat struktur kutubnya, monosakarida ini mudah larut dalam air dan memiliki titik leleh sekitar 150 ° C.

Dapat melayani Anda: flora dan fauna dari tlaxcala: spesies yang lebih representatif

Struktur

Isomer atau isomer yang paling umum di alam adalah d-xilosa, sedangkan bentuk l-xylose adalah apa yang diperoleh dengan sintesis kimia untuk penggunaan komersial.

Karbohidrat ini memiliki empat kelompok OH dan berkat kelompok aldehyde gratis, itu dianggap sebagai gula pereduksi. Seperti gula lainnya, tergantung pada media di mana Anda berada, itu bisa dengan cara yang berbeda (sehubungan dengan bentuk cincinnya).

Proyeksi Haworth untuk xylose (Sumber: Neurotokeker [domain publik] melalui Wikimedia Commons)

Isomer siklik (hemiacetal) dapat ditemukan dalam larutan seperti pyrans atau furan, yaitu, sebagai cincin enam atau lima tautan yang, pada gilirannya, tergantung pada posisi anomerik kelompok hidroksil (-OH), mereka dapat memiliki lebih banyak isomerik formulir.

Fungsi

Dalam sel

Seperti sakarida lain seperti glukosa, fruktosa, galaktosa, tangan dan Arab, serta beberapa gula turunan amino, D-xylose adalah monosakarida yang umumnya dapat ditemukan sebagai bagian struktural dari polisakarida besar yang besar.

Ini mewakili lebih dari 30% bahan yang diperoleh dari hidrolisis hemiselulosa asal tanaman dan dapat difermentasi menjadi etanol oleh beberapa bakteri, ragi dan jamur.

Sebagai konstituen utama polimer Xilano pada tanaman, xylose dianggap sebagai salah satu karbohidrat paling berlimpah di bumi setelah glukosa.

Hemiselulosa sebagian besar terdiri dari arabinoxylano, sebuah polimer yang kerangkanya terdiri dari xilosa yang dihubungkan oleh β -1,4 tautan, di mana dalam kelompok -OH posisi 2 'atau 3' dapat disatukan oleh limbah arabinous arabinous oleh arabinous. Tautan ini dapat terdegradasi oleh enzim mikroba.

Melalui jalur metabolisme pentosa fosfat dalam organisme eukariotik, xilosa dikatabolisme menjadi xilulosa-5-P, yang berfungsi sebagai perantara rute ini untuk sintesis nukleotida berikutnya.

Xylose di nektar

Sampai lebih dari satu dekade yang lalu, gula utama yang ditemukan di nektar bunga adalah glukosa, fruktosa dan sukrosa. Meskipun mereka, dua genre keluarga Proteaceae memiliki monosakarida keempat: xylose.

Dapat melayani Anda: 12 tahap perkembangan manusia dan karakteristiknya

Jenis kelamin Protea  Dan Faurea Mereka memiliki sakarida ini dalam konsentrasi hingga 40% dalam nektar mereka, sebuah fakta yang sulit dijelaskan karena tampaknya tidak enak (mencolok atau senang) untuk sebagian besar penyerbuk alami tanaman ini.

Beberapa penulis menganggap karakteristik ini sebagai mekanisme pencegahan pengunjung bunga yang tidak spesifik, sementara yang lain berpikir bahwa kehadiran mereka berkaitan dengan degradasi dinding sel jamur atau bakteri nektar.

Dalam kedokteran

D-xylose juga digunakan sebagai perantara dalam pembuatan obat dengan fungsi terapeutik. Ini digunakan sebagai pengganti gula untuk keperluan antibonik (anti-Caria).

Di bidang dokter hewan digunakan untuk uji jugorion dan dengan cara yang sama terlibat dalam prosedur untuk mengevaluasi kapasitas penyerapan usus gula sederhana pada manusia pada manusia.

Di industri

Seperti disebutkan sebelumnya, salah satu penggunaan xylose yang paling umum (Food and Drug Administration, Pemberian Narkoba dan Makanan).  

Produksi bahan bakar alternatif seperti etanol terutama dicapai berkat fermentasi karbohidrat yang ada dalam biomassa tanaman, yang merupakan sumber jangka panjang dari alkohol tersebut.

Xylose adalah karbohidrat karbohidrat paling melimpah kedua, karena merupakan bagian dari hemiselulosa, heteropolisakarida yang ada di dinding sel sel tanaman dan itu merupakan bagian penting dari serat di kayu.

Banyak upaya saat ini dilakukan untuk mencapai fermentasi gula ini untuk menghasilkan lebih banyak etanol dari jaringan tanaman, menggunakan mikroorganisme yang dimodifikasi secara genetik untuk tujuan ini (terutama bakteri dan ragi).

Dapat melayani Anda: DNA polimerase

Efek xylose pada metabolisme hewan

Xylose tampaknya sangat sedikit dieksploitasi oleh hewan monogastrik (hewan dengan perut tunggal, berbeda dari hewan ruminansia, dengan lebih dari satu rongga lambung).

Baik pada burung maupun babi, ketika terlalu d-xilosa dimasukkan dalam diet hariannya, penurunan linier dalam kenaikan berat badan harian rata-rata, dalam efisiensi makanan dan dalam kandungan bahan kering yang dikeluarkan dapat diamati.

Ini dijelaskan oleh ketidakmampuan sebagian besar hewan untuk degradasi polimer hemiselulosa, sehingga kelompok penelitian yang berbeda telah memberikan tugas mencari alternatif seperti enzim eksogen, dimasukkannya probiotik dan mikroorganisme dalam diet, dll.

Sangat sedikit yang diketahui tentang penggunaan metabolisme xilosa dalam vertebrata, namun, diketahui bahwa penambahannya sebagai suplemen nutrisi biasanya berakhir sebagai produk ekskresi dalam urin.

Referensi

1. Garrett, r., & Grisham, C. (2010). Biokimia (Edisi ke -4.). Boston, AS: Brooks/Cole. Pembelajaran Cengage.
2. Huntley, n. F., & Kesabaran, J. F. (2018). Xylose: Penyerapan, fermentasi, dan metabolisme pasca-penyerap dalam babi. Jurnal Ilmu Hewan dan Bioteknologi, 9(4), 1-9.
3. Jackson, s., & Nicolson, s. W. (2002). Xylose untuk gula nektar: dari biokimia hingga ekologi. Biokimia dan Fisiologi Komparatif, 131, 613-620.
4. Jeffries, t. W. (2006). Rekayasa yasts untuk metabolisme xylose. Pendapat saat ini dalam bioteknologi, 17, 320-326.
5. Kotter, hlm., & Ciriacy, m. (1993). Fermentasi xylose oleh Saccharomyces cerevisiae. Appl. Mikrobiol. Bioteknol, 38, 776-783.
6. Mathews, c., Van Holde, K., & Ahern, k. (2000). Biokimia (Edisi ke -3.). San Francisco, California: Pearson.
7. Miller, m., & Lewis, h. (1932). Metabolisme Pentosse. J. Biol. Chem., 98, 133-140.
8. Pusat Nasional Informasi Bioteknologi. Database pubchem. (+)-xylose, cid = 644160, www.Pubchem.NCBI.Nlm.Nih.GOV/COMUNUND/644160 (diakses pada April. 12, 2019)
9. Schneider, h., Wang, hlm., Chan, dan., & Ilraleszka, R. (1981). Konversi D-xylose menjadi ethhanol oleh ragi Pachysolen Tannophilus. Surat Bioteknologi, 3(2), 89-92.