ARABINOSE: MGA KATANGIAN, ISTRAKTURA AT PAG-ANDAR - BIOLOGY - 2025

Ang arabinose ay isang monosaccharide limang carbon atoms, at dahil mayroon itong isang aldehyde functional group sa istruktura nito, ito ay naiuri sa loob ng pangkat ng aldopentoses. Ang pangalan nito ay nagmula sa gum arabic, mula sa kung saan ito ay nakahiwalay sa unang pagkakataon.

Ito ay isang asukal na eksklusibo sa mga organismo ng halaman at ang ilang mga pag-aaral ay nagpapahiwatig na kumakatawan ito sa pagitan ng 5 at 10% ng mga saccharides ng cell wall sa modelo ng mga halaman na Arabidopsis thaliana at Oryza sativa (bigas).

Projection ng Fisher para sa D - (-) at L - (+) - Arabinose (Pinagmulan: Wikimedia Commons)

Ito ay bahagi ng komposisyon ng pectin at hemicellulose, dalawang biopolymers na may kahalagahan mula sa isang natural at pang-industriya na pananaw.

Ang sugar pulp ay isang mabuting halimbawa ng basurang pang-industriya na ginamit para sa pagkuha ng arabinose, na mayroong iba't ibang mga aplikasyon sa larangan ng microbiology at gamot para sa mga layuning diagnostic, sa synthesis ng mga antineoplastic at antiviral na gamot, bukod sa iba pa.

Dahil ito ay lubos na sagana na saccharide sa paghahanda ng halaman, kasalukuyang may malaking interes sa pananaliksik tungkol sa paghihiwalay nito mula sa mga mixtures ng saccharides ng iba't ibang mga pamamaraan.

Ito ay totoo lalo na kung ang mga paghahanda ay ginagamit para sa mga proseso ng pagbuburo na nakamit ang paggawa ng ethanol, dahil kakaunti ang magagamit na mga microorganism na may kakayahang gumawa ng alkohol na ito mula sa arabinose.

Mga katangian at istraktura

Ang L-arabinose ay natagpuan nang komersyo bilang isang puting kristal na pulbos na kadalasang ginagamit bilang isang pampatamis sa industriya ng pagkain. Ang formula ng kemikal nito ay C5H10O5 at mayroon itong bigat ng molekular na halos 150 g / mol.

Hindi tulad ng karamihan sa mga monosakarida sa kalikasan, ang asukal na ito ay higit na natagpuan bilang Lom arabinose isomer.

Sa pangkalahatan, ang L-isomer ay karaniwang mga sangkap sa lamad glycoconjugates, na mga molekula ng magkakaibang likas na maiugnay sa pamamagitan ng mga glycosidic bond sa mga natitirang karbohidrat, kaya ang L-arabinose ay walang pagbubukod.

Haworth projection ng Arabinosa (Pinagmulan: NEUROtiker sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Ang L-isomeric form ng arabinose ay may dalawang hugis na singsing na istraktura: L-arabinopyranose at L-arabinofuranose. Ang libreng arabinose ay umiiral sa solusyon bilang L-arabinopyranose, dahil ang form na ito ay mas matatag kaysa sa furanose.

Gayunpaman, kapag pinagmamasdan ang mga sangkap na polysaccharide ng dingding ng cell cell, pati na rin ang glycoproteins at proteoglycans kung saan kasama ang arabinose, ang pangunahing nakabatay sa form ay L-arabinofuranose.

Maingat na alalahanin ng mambabasa na ang mga salitang "pyran" at "furan" ay tumutukoy sa posibleng mga pag-configure ng cyclic hemiacetal na maaaring makuha ng isang asukal, na may mga singsing na 6 o 5 na bono, ayon sa pagkakabanggit.

L-arabinose sa mga halaman

Ang Arabinose ay malawak na ipinamamahagi sa mga halaman ng lupa, kabilang ang mga heartworts, mosses, at maraming mga chlorophyte at chlorophyte algae, berde at kayumanggi algae, ayon sa pagkakabanggit. Ang katotohanang ito ay nagmumungkahi na ang metabolic pathway para sa synt synthes ay nakuha nang maaga sa mga "primitive" na halaman.

Karamihan sa mga polysaccharides, proteoglycans, glycoproteins, at mga sikretong peptides na naglalaman ng L-arabinose polysaccharides sa mga halaman ay synthesized sa Golgi complex, kahit na ang maliit na glycoconjugates ay maaaring synthesized sa cytosol.

Ang tanging kilalang landas ng L-arabinose sa mga halaman ay isa kung saan ito ay synthesized bilang UDP-L-arabinopyranose mula sa UDP-xylose, kasama ang pakikilahok ng isang UDP-xylose 4-epimerase, na nagpapatunay ng epimerization sa ang posisyon ng C-4 ng UDP-xylose.

Ang reaksyon na ito ay bahagi ng landas ng de novo synthesis para sa mga nucleotide sugars o UDP-sugars, na nagsisimula sa UDP-glucose na synthesized mula sa sukrosa at UDP sa pamamagitan ng sucrose synthase, o mula sa glucose 1-P at UTP ni UDP-glucose pyrophosphorylase.

Ang iba pang mga mekanismo ay iminungkahi para sa paggawa ng UDP-L-arabinopyranose mula sa UDP-galacturonic acid sa pamamagitan ng decarboxylation ng C-6 carbon, gayunpaman, ang enzyme na UDP-galacturonic acid decarboxylase na namamahala sa catalyzing sinabi reaksyon ay hindi natagpuan sa mga halaman .

L-arabinose sa bakterya

Mula sa isang istruktura na pananaw, itinuturo ng mga may-akda ang L-arabinose bilang isang nasasakupan ng pader ng cell ng maraming bakterya. Gayunpaman, ang kahalagahan nito ay nakikita mula sa isang mas antropikong punto ng pananaw:

Hindi nakukuha ng mga tao ang halaman L-arabinose na kanilang natupok sa diyeta mula sa gat. Gayunpaman, ang E. coli, isang likas na residente ng bakterya sa bituka ng tao, ay nakaligtas sa kapinsalaan ng monosaccharide na ito bilang nag-iisang mapagkukunan ng carbon at enerhiya.

Ang species na ito ng bakterya at iba pang nauugnay, ay may kakayahang pagsimulan ng L-arabinose sa pamamagitan ng paggamit ng mga produktong enmaticatic ng araBAD operon. Kapag ang mga microorganism na ito ay kumuha ng L-arabinose mula sa daluyan, nagagawa nilang i-convert ito nang intracellularly sa D-xylulose-5-P, na ginagamit nila, bukod sa iba pang mga bagay, para sa landas ng pentose phosphate.

Sa eksperimentong biology ang operon na ito ay ginamit sa mga genetic na konstruksyon para sa kinokontrol na pagpapahayag ng mga homologous at heterologous gen sa mga system ng bacterial expression.

Mga Tampok

Nakasalalay sa konteksto kung saan pinag-isipan, ang L-arabinose ay may iba't ibang mga pag-andar. Bilang karagdagan sa ilan sa mga pinangalanan sa mga nakaraang puntos, maaaring isagawa ang sanggunian sa mga sumusunod:

-Ang isa sa mga molekula na may pinakamataas na proporsyon ng L-arabinose sa mga halaman ay pectic arabinan, mula sa kung saan ang polymer complex ng pectin, na matatagpuan sa cell wall ng mga halaman, ay pinayaman.

-Pectic arabinane ay kasangkot sa regulasyon ng stomatal pagsasara at pagbubukas, mahahalagang proseso para sa pagpapalitan ng gas sa pagitan ng mga halaman at sa kanilang nakapaligid na kapaligiran.

-Ang iba pang halimbawa ng pagkakaroon at pag-andar ng L-arabinose sa mga halaman ay ang pamilya ng mga protina ng arabinogalactan, na kung saan ay mga proteoglycans na binubuo ng isang malaking karbohidrat na rehiyon na mayaman sa mga residue ng L-arabinose at galactose.

-Maraming pangalawang halaman ng compound ng uri ng flavonoid ay L-arabinopyranosylated, iyon ay, na-link nila ang mga nalalabi na L-arabinopyranose, lalo na sa A. thaliana.

-Ang utility ng L-arabinose ay iminungkahi bilang isang natural na gamot, dahil ang mga yunit ng monomeric nito ay pumipigil sa mga maltase ng bituka at mga aktibidad ng sucrase sa vitro. Mahalaga ang aktibidad ng Sucrase para sa pagbaba ng mga antas ng asukal sa dugo.

-Ang pagsasama ng L-arabinose sa diyeta ng mga daga na itinago sa laboratoryo ay tila malaki ang naitulong sa pagbaba ng mga antas ng insulin at triacylglycerol sa plasma ng dugo at atay.

-Noong 1973 ang monosaccharide na ito ay ginamit ng Kamara at Caplovic para sa synthesis ng L-ribose sa pamamagitan ng epimerization ng L-arabinose na catalyzed ng molibdate.

- Sa kabuuan, ang L-arabinose ay ginagamit sa maraming mga formulations ng media para sa vitro culture ng iba't ibang mga microorganism.

Mga Sanggunian

1. Garrett, R., & Grisham, C. (2010). Biochemistry (ika-4 na ed.). Boston, USA: Brooks / Cole. CENGAGE Pag-aaral.
2. Kotake, T., Yamanashi, Y., Imaizumi, C., & Tsumuraya, Y. (2016). Ang metabolismo ng L-arabinose sa mga halaman. Journal of Plant Research, 1–12.
3. Nelson, DL, & Cox, MM (2009). Mga Prinsipyo ng Lehninger ng Biochemistry. Mga Edisyon ng Omega (Ika-5 ed.).
4. Schleif, R. (2000). Ang regulasyon ng L -arabinose operon ng Escherichia coli. Mga Uso sa Mga Genetika, 16, 559-565.
5. Spagnuolo, M., Crecchio, C., Pizzigallo, MDR, & Ruggiero, P. (1999). Ang Fractionation ng Sugar Beet Pulp sa Pectin, Cellulose, at Arabinose ng Arabinases Pinagsama sa Ultrafiltration. Biotechnology at Bioengineering, 64, 686-6691.
6. Voet, D., & Voet, J. (2006). Biochemistry (ika-3 ed.). Editoryal na Médica Panamericana.
7. Yurkanis Bruice, P. (2003). Kemikal na Organiko. Pearson.