TREHALOSE: MGA KATANGIAN, ISTRAKTURA, PAG-ANDAR - BIOLOGY - 2025

Ang trehalose ay isang disaccharide na binubuo ng dalawang glucose α-D-matatagpuan sa maraming mga insekto, fungi at microorganism, ngunit hindi ito ma-synthesize ng mga vertebrates. Tulad ng sucrose, ito ay isang hindi pagbabawas ng disaccharide at maaaring makabuo ng mga simpleng kristal.

Ang Trehalose ay isang karbohidrat na may kaunting lakas ng pag-sweet, napaka natutunaw sa tubig at ginamit bilang isang mapagkukunan ng enerhiya at para sa pagbuo ng chitin exoskeleton sa maraming mga insekto. Ito ay bahagi ng mga lamad ng cell ng iba't ibang mga insekto at microorganism, na synthesize ito.

Representasyon ng Haworth para sa Trehalose (Pinagmulan: Fvasconcellos 18:56, 17 Abril 2007 (UTC) sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Ginagamit ito sa industriya ng pagkain bilang isang stabilizer at humectant. Naroroon ito sa katas ng asukal bilang isang produkto na nabuo pagkatapos na maputol ang baston, at partikular na ito ay matatag sa pagpainit at sa acid medium.

Sa bituka ng tao, bilang isang resulta ng enzyme trehalase (na naroroon sa villi ng maliit na bituka), ang trehalose ay nasira sa glucose, na kung saan ay nasisipsip kasama ng sodium. Ang kawalan ng trehalase ay gumagawa ng hindi pagpaparaan sa mga kabute.

Mga katangian at istraktura

Ang Trehalose ay unang inilarawan ni Wigger noong 1832 bilang isang hindi kilalang asukal na naroroon sa "ergot of rye" (Claviceps purpurea), isang nakalalason na fungus.

Nang maglaon, natagpuan ito ni Berthelot sa mga cocoons ng isang salagubang na nagngangalang Larinus Maculata, na karaniwang tinatawag na trehala. Samakatuwid pagkatapos ay ang pangalan ng trehalose ay nagmula.

Ang Trehalose (α-D-glucopyranosyl α-D-glucopyranoside) ay isang hindi pagbabawas ng disaccharide kung saan ang dalawang nalalabi ng D-glucoses ay sumasama, sa isa't isa, sa pamamagitan ng anomeric hydrogen. Ang Trehalose ay malawak na ipinamamahagi sa mga halaman, lebadura, insekto, fungi, at bakterya, ngunit hindi matatagpuan sa mga vertebrates.

Ang Chitin sa exoskeleton ng mga insekto ay nabuo mula sa UDP-N-acetyl-glucosamine sa pamamagitan ng pagkilos ng isang glycosyltransferase na tinatawag na chitin synthetase. Sa mga insekto, ang UDP-N-acetyl-glucosamine ay synthesized mula sa trehalose.

Biosynthesis

Mayroong limang pangunahing mga landas para sa trehalose biosynthesis, kung saan ang tatlo ang pinaka-karaniwan.

Ang una ay inilarawan sa lebadura at kinasasangkutan ng paghalay ng UDP-glucose at glucose 6-phosphate sa pamamagitan ng glucosyltransferase trehalose 6-phosphate synthetase, upang makagawa ng trehalose 6-phosphate at hydrolyze phosphoric acid esters sa pamamagitan ng trehalose 6-phosphate phosphatase.

Ang pangalawang landas ay inilarawan sa kauna-unahang pagkakataon sa mga species ng genus na Pimelobacter at nagsasangkot sa pagbabago ng maltose sa trehalose, isang reaksyon na napalaki ng enzyme trehalose synthetase, isang transglucosidase.

Ang pangatlong ruta ay inilarawan sa iba't ibang genera ng prokaryotes, at nagsasangkot sa isomerization at hydrolysis ng residue ng terminal maltose ng isang malto-oligosaccharide sa pamamagitan ng pagkilos ng isang serye ng mga enzyme upang makagawa ng trehalose.

Habang ang karamihan sa mga organismo ay gumagamit lamang ng isa sa mga landas na ito para sa pagbuo ng trehalose, ang mycobacteria at corynebacteria ay gumagamit ng lahat ng tatlong mga landas para sa trehalose synthesis.

Ang Trehalose ay hydrolyzed ng isang glucoside hydrolase na tinatawag na trehalose. Habang ang mga vertebrates ay hindi synthesize ang trehalose, ito ay nakuha sa bituka kapag nasusuka at hydrolyzed ng trehalose.

Pang-industriya, ang trehalose ay synthesized enzymatically mula sa isang substrate ng starch ng mais na may mga enzyme na malto-oligosyl-trehalose synthetase at malto-oligosyl-trehalose hydroxylase, mula sa Arthrobacter Ramosus.

Mga Tampok

Tatlong pangunahing biological function ay inilarawan para sa trehalose.

1- Bilang isang mapagkukunan ng carbon at enerhiya.

2- Bilang isang tagapagtanggol ng stress (droughts, ground salinization, heat at oxidative stress).

3- Bilang isang senyas o molekula na molekula ng metabolismo ng halaman.

Kung ikukumpara sa iba pang mga asukal, ang trehalose ay may higit na higit na kakayahan upang patatagin ang mga lamad at protina laban sa pag-aalis ng tubig. Bukod dito, pinoprotektahan ng trehalose ang mga cell laban sa oxidative at caloric stress.

Ang ilang mga organismo ay maaaring mabuhay kahit na nawala sila hanggang sa 90% ng kanilang nilalaman ng tubig at ang kakayahang ito, sa maraming kaso, ay nauugnay sa paggawa ng maraming halaga ng trehalose.

Halimbawa, sa ilalim ng mabagal na pag-aalis ng tubig, ang nematode Aphelenchus avenae ay nagpalit ng higit sa 20% ng tuyong timbang sa trehalose at ang kaligtasan nito ay nauugnay sa synthesis ng asukal na ito.

Ang kakayahan ng trehalose na kumilos bilang isang tagapagtanggol ng lipid bilayer ng mga membran ng cell ay tila nauugnay sa natatanging istraktura nito, na nagpapahintulot sa mga lamad na mapanatili ang likido. Pinipigilan nito laban sa pagsasanib at paghihiwalay ng mga phase ng lamad at, samakatuwid, pinipigilan ang kanilang pagkalagot at pagkabagabag.

Ang pagbuo ng istruktura ng clam-type trehalose (bivalve), na nabuo ng dalawang mga singsing ng asukal na nakaharap sa bawat isa, ay nagbibigay-daan upang maprotektahan ang mga protina at ang aktibidad ng maraming mga enzyme. Ang Trehalose ay may kakayahang bumubuo ng mga non-crystalline glassy na istruktura sa ilalim ng mga kondisyon ng pag-aalis ng tubig.

Ang Trehalose ay isang mahalagang malawak na ipinamamahaging disaccharide, bahagi rin ito ng istraktura ng maraming oligosaccharides na naroroon sa mga invertebrate na halaman at hayop.

Ito ang pangunahing karbohidrat sa hemolymph ng mga insekto at mabilis na natupok sa matinding aktibidad tulad ng paglipad.

Mga function sa industriya

Sa industriya ng pagkain ito ay ginagamit bilang isang nagpapatatag at nagbabadyang ahente, posible na matagpuan ito sa mga inuming may inuming gatas, malamig na tsaa, naproseso na mga produktong nakabatay sa isda o mga produktong pulbos. Mayroon din itong mga aplikasyon sa industriya ng parmasyutiko.

Ginagamit ito upang maprotektahan ang frozen na pagkain at, pagiging matatag sa mga pagbabago sa temperatura, upang maiwasan ang madilim na pagbabago ng kulay ng mga inuming. Ginagamit din ito upang sugpuin ang mga amoy.

Dahil sa napakalaking moisturizing power at proteksiyon na function nito para sa mga protina, kasama ito sa maraming mga produkto na inilaan para sa pangangalaga ng balat at buhok.

Pang-industriya, ginagamit din ito bilang isang pampatamis upang mapalitan ang asukal sa confectionery at bakery, tsokolate at inuming nakalalasing.

Mga pang-eksperimentong biological function

Sa mga eksperimentong hayop, ipinakita ng ilang mga pag-aaral na ang trehalose ay may kakayahang pag-activate ng isang gene (aloxe 3) na nagpapabuti ng sensitivity ng insulin, binabawasan ang hepatic glucose, at pinatataas ang metabolismo ng taba. Ang pananaliksik na ito ay lilitaw upang magpakita ng pangako sa hinaharap para sa paggamot ng labis na katabaan, mataba atay at diabetes type.

Ang iba pang mga gawa ay nagpakita ng ilang mga pakinabang ng paggamit ng trehalose sa mga eksperimentong hayop, tulad ng pagtaas ng aktibidad ng macrophage upang mabawasan ang mga plak ng atheromatous at sa gayon ay "linisin ang mga arterya".

Napakahalaga ng mga datos na ito, dahil papayagan nila, sa hinaharap, na epektibong maimpluwensyahan ang pag-iwas sa ilang mga madalas na sakit sa cardiovascular.

Mga Sanggunian

1. Crowe, J., Crowe, L., & Chapman, D. (1984). Pag-iingat ng mga lamad sa anhydrobiotic organismo: ang papel ng trehalose. Agham, 223 (4637), 701-703.
2. Elbein, A., Pan, Y., Pastuszak, I., & Carroll, D. (2003). Mga bagong pananaw sa trehalose: isang molekulang multifunctional. Glycobiology, 13 (4), 17–27.
3. Finch, P. (1999). Mga Karbohidrat: Mga Istraktura, Syntheses at Dynamics. London, UK: Springer-Science + Business Media, BV
4. Stick, R. (2001). Karbohidrat. Ang Mga Matamis na Molekula ng Buhay. Akademikong Press.
5. Stick, R., & Williams, S. (2009). Mga Karbohidrat: Ang Mahahalagang Molekula ng Buhay (Ika-2 ed.). Elsevier.