Sellobioosia on disakkaridi glukoosia, joka käsittää selluloosaa ja saadaan osittaisella hydrolyysillä selluloosan tai neoquestosa, joka on trisakkaridi koostuu fruktoosi ja glukoosi (fruktoosi-Gluc-fruktoosi) löytyy jyvät maissi.
Tätä disakkaridia kuvaa kemisti Zdenko Hans Skraup vuonna 1901, joka päätti, että selluloosa on homopolysakkaridi, joka koostuu saman disakkaridin: cellobioosin toistuvista yksiköistä.
Haworthin Cellobiose-edustusto (Lähde: Edgar181, Wikimedia Commonsin kautta)
Selluloosa on kasvivaltakunnan tärkein rakenteellinen polysakkaridi, koska sitä esiintyy kasvisolujen soluseinämässä. Tästä syystä sekä sellobioosilla että selluloosalla on tärkeitä toimintoja.
Sellobioosia ei sellaisenaan löydy luonnosta. Tätä pidetään välituoteyhdisteenä toisen huomattavasti pidemmän polysakkaridin hajottamiseksi, ts. Se saadaan yksinomaan selluloosan hydrolyysillä.
Sellobioosi voidaan syntetisoida glukoosista glukosidaasientsyymeillä, jotka muodostavat β-glukosidisidoksen yhden D-glukopyranoosin asemassa 1 olevan hiilen ja toisen (4-O-β-D- glukopyranosyyli).
Sellobioosin synteettisten tuotantojärjestelmien kehittämiseksi on tehty erilaisia tutkimuksia selluloosan saamiseksi lopputuotteena. Tämän yhdisteen synteesi ja tuotanto on kuitenkin paljon kalliimpaa kuin sen hankkiminen kasvi-organismeista.
Tällä hetkellä sellobioosi eristetään selluloosan bakteerihydrolyysillä, koska joillakin bakteerilajeilla on sellobiohydrolaasien ja endosellulaasien entsyymit, jotka ovat välttämättömiä selluloosan hajottamiseksi disakkarideiksi.
ominaisuudet
Sellobioosin erottuvin ominaisuus on, että sen aineosat monosakkaridit on kytketty toisiinsa beeta-1,4-tyyppisillä sidoksilla, joiden rakenne tekee siitä "kestävän" α-glukosidaasientsyymien aiheuttamalle hydrolyysille, samoin kuin yhdisteille, joilla on α-1-sidos, 4 ei voi olla substraatti p-glukosidaasille.
Selluloosan selluloosaketjut voidaan ryhmitellä rinnakkain tai antiparallelisesti. Suuntauksen muutos näiden välillä saa aikaan tyypin I selluloosan (selllobioosiketjujen orientaatio rinnakkain) tai tyypin II selluloosan (selllobioosiketjujen orientaatio antiparallel-muodossa).
Tyypin I selluloosa on luonnossa esiintyvä muoto, joka löytyy tavallisten ja villien kasvien vihanneskuiduista, kun taas tyypin II selluloosa muodostetaan kiteyttämällä uudelleen tyypin I selluloosa, joka on hydrolysoitu selluloosiksi.
Selluloosan biosynteesiä kasveissa organisoivat glykosyylitransferaasi- ja sellulaasisyntaasi-entsyymit, jotka käyttävät substraattina UDP-glukoosia tai sellobioosia. Yleensä tämä substraatti on johdettu sakkaroosista.
Toinen sellobioosin erottuva kemiallinen ominaisuus on sen pelkistyskyky, minkä vuoksi se luokitellaan pelkistäväksi sokeriksi, samoin kuin laktoosi, isomaltoosi ja maltoosi.
Rakenne
Sellobioosi on disakkaridi, joka koostuu 4- O-β-D-glukopyranosyyli-β-D-glukopyranoosista (β-D-Glc p - (1,4) -D-Glc). Kaksi sellosin muodostavaa monosakkaridia ovat D-glukoosin stereoisomeerejä, joilla on yleinen kaava C6H12O6 ja jotka on kytketty tyypin β-1,4 glukosidisidoksilla.
Siksi sellobioosin molekyylikaava on C12H22O11, koska happi, jossa glykosidinen sidos muodostuu, vapautuu veden (H2O) muodossa.
Selluloosan (β-1,4-sidoksella sidotun selluloosan) rakennetta on tutkittu paljon, mutta kattavaa kristallografista kuvausta ei ole vielä saavutettu.
Selluloosarakenteessa läsnä olevat sellobioosit voivat muodostaa vedysidoksen naapurimaiden sellobioosien endosyklisten hapeiden välillä hiilen kohdalla 3'- ja 6'-asemissa. Tämä vetysilta on seurausta jokaisesta sokerijäännöksestä, joka "kääntää" suhteessa ensimmäiseen, muodostaen ketjun nauhan tai tikkaiden muodossa.
Sellobioosin rakenne esitetään yleisesti kirjoissa, joissa Haworth-projektioita yhdistää sen β-sidos ja selluloosan rakenne, mikä helpottaa sen visualisointia soluseinämän rakenteessa, koska se edustaa vety- ja glykosidisidokset.
Selluloosan molekyylipaino voi olla jopa useita miljoonia, ja sen korkea mekaaninen ja kemiallinen kestävyys johtuu tosiasiasta, että sellobioosiketjut ovat suuntautuneet rinnakkain ja ovat kohdistettuina pitkittäisakselille muodostaen suuren määrän molekyylien välisiä vety sidoksia., mikä aiheuttaa erittäin jäsenneltyjä mikrokuituja.
ominaisuudet
Sellobioosi on selluloosan komponentti, joka on kasvien soluseinien tärkein rakenneosa. Tämä on kova, kuituinen aine, joka ei liukene veteen.
Selluloosa, ja siten selllobiosi, on erityisen keskittynyt keppeihin, varreihin, runkoihin ja kaikkiin puumaisiin kasvikudoksiin.
Selluloosassa sellobioosimolekyylit ovat suunnattu lineaarisella tavalla. Selluloosakuidut voivat koostua 5000 - 7500 yksiköstä selluloosaa. Niitä yhdistävä sidostyyppi ja niiden rakenteelliset ominaisuudet tekevät tästä polysakkaridista erittäin kestävän materiaalin.
Yksi kasvien kehittämistä evoluutioehdoista on β-1,4-sidos, joka sitoo selllobioosimolekyylejä niiden soluseinämässä. Useimmat eläimet eivät voi käyttää selluloosaa energialähteenä, koska heistä puuttuu entsyymi, joka kykenee hydrolysoimaan nämä sidokset.
Nykyinen ihmiskunnan haaste on biopolttoaineiden tuotanto ympäristölle turvallisen energian saamiseksi. Siksi kokeita suoritetaan entsyymeillä, kuten lignosellulaasilla, jotka vapauttavat energiaa hydrolysoimalla glykosidisidos (β-1,4) selluloosaa muodostavien selluloosayksiköiden välillä.
Viitteet
- Badui, S. (2006). Elintarvikekemia. (E. Quintanar, toim.) (4. painos). Mexico DF: Pearson-koulutus.
- Dey, P., & Harborne, J. (1977). Kasvien biokemia. San Diego, Kalifornia: Academic Press.
- Finch, P. (1999). Hiilihydraatit: rakenteet, synteetit ja dynamiikka. Lontoo, UK: Springer-Science + Business Media, BV
- Nelson, DL, & Cox, MM (2009). Lehningerin biokemian periaatteet. Omega Editions (5. painos).
- Stick, R. (2001). Hiilihydraatteja. Elämän makeat molekyylit. Academic Press.
- Stick, R., ja Williams, S. (2009). Hiilihydraatit: Elämän välttämättömät molekyylit (2. painos). Elsevier.