DISACKCHARIDER: EGENSKAPER, STRUKTUR, EXEMPEL, FUNKTIONER - BIOLOGI - 2025

De disackarider är kolhydrater som är också kallas dubbla socker. De har viktiga funktioner i människans diet som huvudsakliga energikällor. Dessa kan vara av vegetabiliskt ursprung, såsom sackaros av sockerrör och närvarande maltos, och av animaliskt ursprung såsom laktos som finns i mjölken från däggdjur, bland andra.

Kolhydrater eller socker är de så kallade kolhydrater eller kolhydrater, som är vattenlösliga ämnen som består av kol, syre och väte med den allmänna kemiska formeln (CH2O) n.

Representation av strukturen för disackariden Laktos (Källa: Telliott på engelska Wikipedia via Wikimedia Commons)

Kolhydrater är de vanligaste organiska ämnena i naturen och finns i alla växter. Cellulosan som utgör strukturen hos växtcellväggarna är ett kolhydrat, liksom stärkelserna i korn och knölar.

De finns också i alla djurvävnader, såsom blod och mjölk från däggdjur.

Kolhydrater klassificeras i: (1) monosackarider, som inte kan hydrolyseras till enklare kolhydrater; (2) i disackarider, som vid hydrolyserad producerar två monosackarider; (3) i oligosackarider, som ger 3-10 monosackarider genom hydrolys och (4) i polysackarider, vars hydrolys resulterar i mer än 10 monosackarider.

Stärkelse, cellulosa och glykogen är polysackarider. Disackarider av fysiologisk betydelse hos människor och andra djur är sackaros, maltos och laktos.

Egenskaper och struktur

Som kolhydrater består disackarider av kol, syre och väte. I allmänhet är syre och väte i strukturen för de flesta kolhydrater i samma andel som i vatten, det vill säga för varje syre finns det två väten.

Det är därför de kallas "kolhydrater eller kolhydrater." Kemiskt kan kolhydrater definieras som polyhydroxylerade aldehyder (R-CHO) eller ketoner (R-CO-R).

Aldehyder och ketoner har en karbonylgrupp (C = O). I aldehyder är denna grupp bunden till minst en väte och i ketoner är denna karbonylgrupp inte bunden till väte.

Disackarider är två monosackarider kopplade med en glykosidbindning.

Disackarider såsom maltos, sackaros och laktos hydrolyseras vid uppvärmning med utspädda syror eller genom enzymatisk verkan och ger upphov till deras monosackaridkomponenter. Sackaros ger upphov till en glukos och en fruktos, maltos ger upphov till två glukos och laktos till en galaktos och en glukos.

exempel

Sackaros

Sackaros är det rikligaste sockret i naturen och består av monosackariderna glukos och fruktos .. Det finns i juice från växter som rödbetor, sockerrör, sorghum, ananas, lönn och i mindre utsträckning i mogen frukt och juice av många grönsaker. Denna disackarid fermenteras enkelt genom jästverkan.

Laktos

Laktos, eller mjölksocker, består av galaktos och glukos. Däggdjursmjölk innehåller mycket laktos och ger näringsämnen för spädbarn.

De flesta däggdjur kan bara smälta laktos som spädbarn, och de förlorar denna förmåga när de mognar. Faktum är att människor som kan smälta mejeriprodukter i vuxen ålder har en mutation som gör att de kan göra det.

Det är därför så många människor är laktosintoleranta; Människor, som andra däggdjur, hade inte förmågan att smälta laktos i spädbarnet förrän denna mutation blev närvarande i vissa populationer för ungefär 10 000 år sedan.

Idag varierar antalet människor som är laktosintoleranta i stor utsträckning mellan populationer, från 10% i Nordeuropa till 95% i delar av Afrika och Asien. De traditionella dieterna från olika kulturer återspeglar detta i mängden mjölkprodukter som konsumeras.

maltos

Maltos består av två glukosenheter och bildas när enzymet amylas hydrolyserar stärkelsen som finns i växter. I matsmältningsprocessen bryts salivarymylas och pankreasammylas (amylopepsin) stärkelse ned, vilket ger upphov till en mellanprodukt som är maltos.

Denna disackarid finns i majssockersirap, malsocker och grodd korn och kan lätt jäsas genom jästverkan.

trehalos

Trehalos består också av två glukosmolekyler som maltos, men molekylerna är kopplade på olika sätt. Det finns i vissa växter, svampar och djur som räkor och insekter.

Blodsockret hos många insekter, som bin, gräshoppor och fjärilar, består av trehalos. De använder den som en effektiv lagringsmolekyl som ger snabb energi för flygning när den går sönder.

Chitobiosa

Den består av två kopplade glukosaminmolekyler. Strukturellt sett liknar det mycket cellobiose, förutom att det har en N-acetylaminogrupp där cellobios har en hydroxylgrupp.

Det finns i vissa bakterier, och det används i biokemisk forskning för att studera enzymaktivitet.

Det finns också i kitin, som bildar väggar av svampar, exoskeletter av insekter, leddjur och kräftdjur, och finns också i fisk och bläckfiskar såsom bläckfisk och bläckfisk.

Cellobios (glukos + glukos)

Cellobiose är en produkt av hydrolys av cellulosa eller cellulosarika material, såsom papper eller bomull. Det bildas genom att förena två beta-glukosmolekyler med en p-bindning (1 → 4)

Laktulosa (galaktos + fruktos)

Laktulosa är ett syntetiskt (artificiellt) socker som inte absorberas av kroppen utan snarare bryts ned i kolon till produkter som absorberar vatten i tjocktarmen och därmed mjuknar av avföringen. Den främsta användningen är att behandla förstoppning.

Det används också för att sänka ammoniaknivån i blod hos personer med leversjukdom, eftersom laktulosa absorberar ammoniak i kolon (eliminerar det från kroppen).

Isomaltos (glukos + glukosisomaltas)

Trehalulosa är ett artificiellt socker, en disackarid som består av glukos och fruktos kopplad med en alfa (1-1) glykosidbindning.

Det produceras under produktionen av isomaltulosa från sackaros. I fodret i tunntarmen bryter enzymet isomaltas ned trehalulosa till glukos och fruktos, som sedan absorberas i tunntarmen. Trehalulosa har låg styrka för att orsaka tandröta.

Chitobiosa

Det är den disaccharidupprepande enheten i kitin, som skiljer sig från cellobiose endast i närvaro av en N-acetylaminogrupp på kol-2 istället för hydroxylgruppen. Emellertid kallas den icke-acetylerade formen ofta också kitobiose.

laktitol

Det är en kristallin alkohol C12H24O11 erhållen genom hydrering av laktos. Det är en disackaridanalog av laktulosa, som används som sötningsmedel. Det är också ett laxermedel och används för att behandla förstoppning.

turanos

En reducerande organisk förening av disackarid som kan användas som kolkälla av bakterier och svampar.

Melibiosa

Ett disackaridsocker (C12H22O11) bildat genom partiell hydrolys av raffinos.

xylobios

En disackarid bestående av två xylosrester.

Kvävande

En disackarid närvarande i en soforolipid.

Gentiobiosa

Gentiobiose är en disackarid som består av två D-glukosenheter länkade med en p-typ glykosidbindning (1 → 6). Gentiobiose har många isomerer som skiljer sig efter karaktären av den glykosidiska bindningen som förbinder de två glukosenheterna.

leukros

Det är en glykosylfruktos som består av en a-D-glukopyranosylrest bunden till D-fruktopyranos genom en bindning (1 → 5). En isomer av sackaros.

Rutin

Det är en disackarid som finns i glykosider.

Caroliniaside A

Oligosackarider som innehåller två monosackaridenheter länkade med en glykosidbindning.

Absorption

Hos människor hydrolyseras intagna disackarider eller polysackarider såsom stärkelse och glykogen och absorberas som monosackarider i tunntarmen. Insamlade monosackarider absorberas som sådana.

Fruktos diffunderar till exempel passivt i tarmscellen och de flesta omvandlas till glukos innan de går in i blodomloppet.

Laktas, maltas och sackaras är enzymerna lokaliserade vid luminalgränsen till cellerna i tunntarmen som är ansvariga för hydrolysen av laktos, maltos respektive sackaros.

Laktas produceras av nyfödda barn, men i vissa populationer syntetiseras det inte längre av enterocyten under vuxenlivet.

Som en följd av frånvaron av laktas kvarstår laktos i tarmen och drar vatten genom osmos mot tarmlumen. När kolonet når kolesterolnedbrytas laktos genom jäsning av bakterier i matsmältningskanalen med produktion av CO2 och olika syror. När man konsumerar mjölk orsakar denna kombination av vatten och CO2 diarré, och detta kallas laktosintolerans.

Glukos och galaktos absorberas av en vanlig natriumberoende mekanism. Först är det en aktiv transport av natrium som tar bort natrium från tarmscellen genom det basolaterala membranet i blodet. Detta sänker natriumkoncentrationen i tarmcellen, vilket genererar en natriumgradient mellan tarmens lumen och enterocytens inre.

När denna gradient genereras erhålls kraften som kommer att driva natrium tillsammans med glukos eller galaktos in i cellen. I tunntarmsväggarna finns en Na + / glukos, Na + / galaktos-cotransporter (en symporter) som beror på natriumkoncentrationer för inträde av glukos eller galaktos.

Ju högre koncentration av Na + i lumen i matsmältningskanalen, desto större inträde av glukos eller galaktos. Om det inte finns något natrium eller dess koncentration i rörlumen är mycket låg, varken glukos eller galaktos absorberas tillräckligt.

I bakterier som E. Coli, till exempel, som normalt erhåller sin energi från glukos, i frånvaro av detta kolhydrat i mediet kan de använda laktos och för detta syntetiserar de ett protein som är ansvarigt för den aktiva transporten av laktos som kallas laktospermeas, och därmed laktos utan att tidigare hydrolyseras.

Funktioner

Intagna disackarider kommer in i kroppen hos djur som konsumerar dem som monosackarider. I människokroppen, främst i levern, även om den också förekommer i andra organ, är dessa monosackarider integrerade i metabolismkedjorna för syntes eller katabolism efter behov.

Genom katabolism (nedbrytning) deltar dessa kolhydrater i produktionen av ATP. I syntesprocesserna deltar de i syntesen av polysackarider såsom glykogen och bildar således energireserverna i levern, i skelettmusklerna och i många andra organ.

De deltar också i syntesen av många glykoproteiner och glykolipider i allmänhet.

Även om disackarider, som alla intagna kolhydrater, kan vara energikällor för människor och djur, deltar de i flera organiska funktioner genom att vara en del av strukturerna i cellmembran och glykoproteiner.

Glukosamin är till exempel en grundläggande komponent i hyaluronsyra och heparin.

Av laktos och dess derivat

Laktos som finns i mjölk och dess derivat är den viktigaste källan till galaktos. Galaktos är av stor betydelse eftersom det är en del av cerebrosider, gangliosider och mukoproteiner, som är väsentliga beståndsdelar i neuronala cellmembran.

Laktos och närvaron av andra sockerarter i kosten främjar utvecklingen av tarmfloraen, vilket är viktigt för matsmältningsfunktionen.

Galaktos deltar också i immunsystemet eftersom det är en av komponenterna i ABO-gruppen i väggen i röda blodkroppar.

Glukos, produkt för spjälkning av laktos, sackaros eller maltos, kan komma in i kroppen till vägen för syntes av pentoser, särskilt syntesen av ribos som är nödvändig för syntesen av nukleinsyror.

I växter

I majoriteten av de högre växterna syntetiseras disackarider från triosfosfat från den fotosyntetiska kolreduktionscykeln.

Dessa växter syntetiserar huvudsakligen sackaros och transporterar den från cytosol till rötter, frön och unga blad, det vill säga till områden på växten som inte använder fotosyntes på ett väsentligt sätt.

Detta är hur sackaros som syntetiseras av den fotosyntetiska kolreduktionscykeln och det som härrör från nedbrytningen av stärkelse som syntetiserats genom fotosyntes och ackumuleras i kloroplast, är två nattliga energikällor för växter.

En annan känd funktion av vissa disackarider, särskilt maltos, är att delta i mekanismen för överföring av kemiska signaler till flagellummotorn hos vissa bakterier.

I detta fall binder maltosen först till ett protein och detta komplex binder sedan till givaren; som ett resultat av denna bindning alstras en intracellulär signal riktad mot flagellumets motoriska aktivitet.

referenser

1. Alberts, B., Dennis, B., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., … Walter, P. (2004). Väsentlig cellbiologi. Abingdon: Garland Science, Taylor & Francis Group.
2. Fox, SI (2006). Human Physiology (9: e upplagan). New York, USA: McGraw-Hill Press.
3. Guyton, A., & Hall, J. (2006). Lärobok för medicinsk fysiologi (11: e upplagan). Elsevier Inc.
4. Murray, R., Bender, D., Botham, K., Kennelly, P., Rodwell, V., & Weil, P. (2009). Harper's Illustrated Biochemistry (28: e upplagan). McGraw-Hill Medical.
5. Rawn, JD (1998). Biokemi. Burlington, Massachusetts: Neil Patterson förlag.