TREHALOOSI: OMINAISUUDET, RAKENNE, TOIMINNOT - BIOLOGIA - 2026

Trehaloosi on disakkaridi, joka koostuu kahdesta glukoosin α-D-löytyy monien hyönteisten, sienien ja mikro-organismeja, mutta joita ei voida syntetisoida selkärankaisille. Kuten sakkaroosi, se on ei-pelkistävä disakkaridi ja voi muodostaa yksinkertaisia ​​kiteitä.

Trehaloosi on hiilihydraatti, jolla on vähän makeutusvoimaa, liukenee hyvin veteen ja jota käytetään energialähteenä ja kitiinin eksoskeleton muodostumiseen monissa hyönteisissä. Se on osa erilaisia ​​hyönteisiä ja mikro-organismeja, jotka syntetisoivat sitä.

Trehaloosin Haworth-edustaja (Lähde: Fvasconcellos 18:56, 17. huhtikuuta 2007 (UTC) Wikimedia Commonsin kautta)

Sitä käytetään elintarviketeollisuudessa stabilointiaineena ja kosteuttavana aineena. Sitä on sokeriruoko-mehussa tuotteena, joka muodostuu sokeriruo'on leikkaamisen jälkeen, ja se on erityisen vakaa kuumentuessaan ja happamassa väliaineessa.

Ihmisen suolistossa trehalaasi-entsyymin seurauksena (läsnä ohutsuolen rakeissa) trehaloosi hajoaa glukoosiksi, joka imeytyy natriumin mukana. Trehalaasin puuttuminen aiheuttaa sietämättömyyttä sienille.

Ominaisuudet ja rakenne

Wiggers kuvasi Trehaloosin ensimmäistä kertaa vuonna 1832 tuntemattomaksi sokeriksi, joka esiintyy "rukkierotissa" (Claviceps purpurea), myrkyllisessä sienessä.

Myöhemmin Berthelot löysi sen Larinus Maculata -nimisen kovakuoriaisen kookoneista, joita kutsutaan yleisesti trehalaksi. Tästä syystä nimi trehaloosi on peräisin.

Trehaloosi (a-D-glukopyranosyyli-a-D-glukopyranosidi) on ei-pelkistävä disakkaridi, jossa kaksi D-glukoositähdettä on kytketty toisiinsa anomeerisen vedyn kautta. Trehaloosi on levinnyt laajalti kasveissa, hiivoissa, hyönteisissä, sienissä ja bakteereissa, mutta sitä ei löydy selkärankaisista.

Hyönteisten eksoskeletossa oleva kitiini muodostuu UDP-N-asetyyliglukosamiinista kitiinisyntetaasiksi kutsutun glykosyylitransferaasin vaikutuksella. Hyönteisissä UDP-N-asetyyliglukosamiini syntetisoidaan trehaloosista.

biosynteesissä

Trehaloosin biosynteesille on viisi pääreittiä, joista kolme on yleisimpiä.

Ensimmäistä kuvataan hiivassa, ja siihen sisältyy UDP-glukoosin ja glukoosi-6-fosfaatin kondensaatio glukosyylitransferaasin trehaloosi-6-fosfaattisyntetaasilla trehaloosi-6-fosfaatin tuottamiseksi ja hydrolysoimaan fosforihappoestereitä trehaloosi-6-fosfaattifosfataasilla.

Toinen reitti kuvailtiin ensimmäistä kertaa Pimelobacter-suvun lajeissa, ja siihen sisältyy maltoosin muuttuminen trehaloosiksi, reaktio, jota katalysoi entsyymi trehaloosisyntetaasi, transglukosidaasi.

Kolmas reitti on kuvattu prokaryoottien eri suukuissa, ja siihen sisältyy malto-oligosakkaridin terminaalisen maltoositähteen isomerointi ja hydrolyysi toimimalla sarjan entsyymejä trehaloosin tuottamiseksi.

Vaikka suurin osa organismeista käyttää vain yhtä näistä reiteistä trehaloosin muodostukseen, mykobakteerit ja korinebakteerit käyttävät kaikkia kolmea reittiä trehaloosin synteesiin.

Trehaloosia hydrolysoidaan glukosidihydrolaasilla, jota kutsutaan trehaloosiksi. Vaikka selkärankaiset eivät syntetisoi trehaloosia, sitä saadaan suolistossa nieltynä ja trehaloosi hydrolysoi sen.

Teollisesti trehaloosi syntetisoidaan entsymaattisesti maissitärkkelysubstraatista malto-oligosyyli-trehaloosisyntetaasi-entsyymien ja malto-oligosyyli-trehaloosin hydroksylaasin entsyymeillä, tuottaja Arthrobacter Ramosus.

ominaisuudet

Trehaloosille on kuvattu kolme biologista perustoimintoa.

1- Hiilen ja energian lähteenä.

2 - stressisuojana (kuivuus, maaperän suolapitoisuus, lämpö ja hapettava stressi).

3- kasvien aineenvaihdunnan signaalina tai säätelymolekyylinä.

Verrattuna muihin sokereihin, trehaloosilla on paljon parempi kyky stabiloida kalvoja ja proteiineja kuivumista vastaan. Lisäksi trehaloosi suojaa soluja hapettumiselta ja kalorien aiheuttamalta stressiltä.

Jotkut organismit voivat selviytyä, vaikka ne ovat menettäneet jopa 90% vesipitoisuudestaan, ja tämä kyky liittyy monissa tapauksissa suurten määrien trehaloosin tuotantoon.

Esimerkiksi, hitaassa kuivumisessa, sukkulamato Aphelenchus avenae muuntaa yli 20% kuivapainostaan ​​trehaloosiksi ja sen eloonjääminen liittyy tämän sokerin synteesiin.

Trehaloosin kyky toimia solumembraanien lipidikaksokerroksen suojana näyttää siltä, ​​että se liittyy sen ainutlaatuiseen rakenteeseen, joka antaa kalvoille mahdollisuuden pitää nestettä. Tämä estää membraanifaasien fuusioitumista ja erottelua ja estää siten niiden repeämiä ja hajoamista.

Simpukka-trehaloosin (simpukoiden) rakenteellinen rakenne, jonka muodostavat kaksi vastakkain olevaa sokerirengasta, mahdollistaa proteiinien ja monien entsyymien aktiivisuuden suojaamisen. Trehaloosi pystyy muodostamaan ei-kiteisiä lasimaisia ​​rakenteita kuivumisolosuhteissa.

Koska trehaloosi on tärkeä laajalle levinnyt disakkaridi, se on myös osa monien selkärangattomien kasvien ja eläinten läsnä olevien oligosakkaridien rakennetta.

Se on hyönteisten hemolymfan päähiilihydraatti ja kuluu nopeasti intensiiviseen toimintaan, kuten lentämiseen.

Toimialat teollisuudessa

Elintarviketeollisuudessa sitä käytetään stabiloivana ja kostuttavana aineena, jota on mahdollista löytää maustetuissa meijerijuomissa, kylmissä teissä, jalostetuissa kalapohjaisissa tuotteissa tai jauhemaisissa tuotteissa. Sillä on sovelluksia myös lääketeollisuudessa.

Sitä käytetään suojaamaan pakastettuja ruokia ja ollessaan vakaa lämpötilan muutoksissa, estämään juomien tumman värimuutoksen. Sitä käytetään myös hajujen tukahduttamiseen.

Suuren kosteuttavan vaikutuksensa ja proteiineja suojaavan vaikutuksensa vuoksi se sisältyy moniin ihon ja hiusten hoitoon tarkoitettuihin tuotteisiin.

Teollisuudessa sitä käytetään myös makeutusaineena korvaamaan sokeri makeisissa ja leipomossa, suklaassa ja alkoholijuomissa.

Kokeelliset biologiset toiminnot

Koe-eläimillä jotkut tutkimukset ovat osoittaneet, että trehaloosi kykenee aktivoimaan geenin (aloxe 3), joka parantaa insuliiniherkkyyttä, vähentää maksan glukoosia ja lisää rasvan aineenvaihduntaa. Tämä tutkimus näyttää osoittavan tulevaisuuden lujuutta liikalihavuuden, rasvamaksan ja tyypin II diabeteksen hoidossa.

Muut työt ovat osoittaneet joitain hyötyjä trehaloosin käytöstä koe-eläimissä, kuten makrofagien aktiivisuuden lisääntyminen vähentämään atheromatousisia plakkeja ja siten "valtimoiden puhdistamista".

Nämä tiedot ovat erittäin tärkeitä, koska niiden avulla voidaan tulevaisuudessa vaikuttaa tehokkaasti joidenkin erittäin yleisten sydän- ja verisuonisairauksien ehkäisyyn.

Viitteet

1. Crowe, J., Crowe, L., & Chapman, D. (1984). Kalvojen säilyttäminen anhydrobioottisissa organismeissa: trehaloosin rooli. Science, 223 (4637), 701 - 703.
2. Elbein, A., Pan, Y., Pastuszak, I., & Carroll, D. (2003). Uudet käsitykset trehaloosista: monitoiminen molekyyli. Glycobiology, 13 (4), 17–27.
3. Finch, P. (1999). Hiilihydraatit: rakenteet, synteetit ja dynamiikka. Lontoo, UK: Springer-Science + Business Media, BV
4. Stick, R. (2001). Hiilihydraatteja. Elämän makeat molekyylit. Academic Press.
5. Stick, R., ja Williams, S. (2009). Hiilihydraatit: Elämän välttämättömät molekyylit (2. painos). Elsevier.