ALDOSAS: CHARAKTERISTIKY, TYPY, POČET UHLÍKOV - BIOLÓGIE - 2026

Tieto Aldosa sú monosacharidy, ktorá mala terminálne aldehydové skupiny. Sú to jednoduché cukry, pretože sa nemôžu hydrolyzovať za vzniku iných jednoduchších cukrov. Majú medzi tromi a siedmimi atómami uhlíka. Podobne ako ketózy, aj aldózy sú viacsýtne cukry.

V prírode sú najčastejšími aldózami arabinóza, galaktóza, glukóza, manóza, ribóza a xylóza. Vo fotosyntetických organizmoch sa biosyntéza týchto cukrov uskutočňuje z fruktózy-6-fosfátu, cukru z Calvinovho cyklu. Heterotropné organizmy získavajú z potravy glukózu a galaktózu.

Zdroj: NEUROtiker

vlastnosti

V aldohexózach sú všetky uhlíky chirálne, s výnimkou uhlíka 1, ktorým je karbonylový uhlík aldehydovej skupiny (C-1), ako aj uhlíka 6, ktorý je primárnym alkoholom (C-6). Všetky chirálne uhlíky sú sekundárne alkoholy.

Vo všetkých aldózach môže byť absolútnou konfiguráciou chirálneho centra, ktoré je najviac vzdialené od karbonylového uhlíka aldehydovej skupiny, konfigurácia D-glyceraldehydu alebo L-glyceraldehydu. To určuje, či aldóza je D alebo L enantiomér.

Všeobecne sú aldózy s n-uhlíkmi, ktoré majú 2 ^n-2 stereoizoméry. V prírode sú aldózy s D konfiguráciou hojnejšie ako aldózy s L konfiguráciou.

Aldehydová funkcia aldóz reaguje so sekundárnou hydroxylovou skupinou pri intramolekulárnej reakcii za vzniku cyklického hemiacetálu. Cyklizácia aldózy prevádza karbonylový uhlík na nové chirálne centrum, ktoré sa nazýva anomérny uhlík. Poloha substituentu -OH na anomérnom uhlíku určuje konfiguráciu D alebo L.

Aldózy, ktorých anomérny atóm uhlíka nevytvoril glykozidické väzby, sa nazývajú redukujúce cukry. Je to preto, že aldózy môžu darovať elektróny, redukujúc sa na oxidačné činidlo alebo akceptory elektrónov. Všetky aldózy redukujú cukry.

Druhy aldóz a ich funkcie

Glukóza ako hlavný zdroj energie pre živé bytosti

Glykolýza je univerzálna centrálna cesta pre glukózový katabolizmus. Jeho funkciou je vyrábať energiu vo forme ATP. Pyruvát, ktorý sa tvorí pri glykolýze, môže sledovať cestu laktátovej fermentácie (v kostrových svaloch) alebo cestu alkoholickej fermentácie (v kvasinkách).

Pyruvát môže byť tiež úplne oxidovaný na oxid uhličitý procesom známym ako dýchanie. Zahŕňa komplex pyruvát dehydrogenázy, Krebsov cyklus a reťazec transportu elektrónov. V porovnaní s fermentáciou produkuje dýchanie omnoho viac ATP na mól glukózy.

Glukóza a galaktóza ako zložky disacharidov

Glukóza je prítomná v disacharidoch, ako je cellobióza, izomalt, laktóza, maltóza a sacharóza.

Hydrolýza laktózy, cukru prítomného v mlieku, vytvára D-glukózu a D-galaktózu. Oba cukry sú kovalentne spojené väzbou uhlíka 1 galaktózy (p konfigurácia, s uhlíkom 4 glukózy). Laktóza je redukujúci cukor, pretože je k dispozícii anomérny uhlík glukózy, Gal (P 1 -> 4) Glc.

Sacharóza je jedným z produktov fotosyntézy a je najhojnejším cukrom v mnohých rastlinách. Hydrolýzou sa získa D-glukóza a D-fruktóza. Sacharóza nie je redukujúcim cukrom.

Glukóza ako zložka polysacharidov

Glukóza je prítomná v polysacharidoch, ktoré slúžia ako energetické rezervné látky, ako je škrob a glykogén v rastlinách a cicavcoch. Je tiež prítomný v uhľohydrátoch, ktoré slúžia ako štrukturálny nosič, ako je celulóza a chitín z rastlín a bezstavovcov.

Škrob je rezervný polysacharid rastlín. Nachádza sa vo forme nerozpustných granúl zložených z dvoch typov glukózových polymérov: amylózy a amylopektínu.

Amylóza je nerozvetvený reťazec spojených D-glukózových zvyškov (a1 -> 4). Amylopektín je rozvetvený reťazec glukózových zvyškov (a1 -> 6).

Glykogén je rezervný polysacharid zvierat. Glykogén sa podobá amylopektínu tým, že má pripojený reťazec glukózových zvyškov (a1 -> 4), ale s mnohými ďalšími vetvami (a1 -> 6).

Celulóza je súčasťou bunkovej steny rastlín, najmä v stonkách a drevotvorných zložkách tela rastliny. Podobne ako amylóza je celulóza reťazcom nerozvetvených zvyškov glukózy. Má medzi 10 000 a 15 000 D-glukózovými jednotkami, ktoré sú spojené väzbami P 1 -> 4.

Chitín je tvorený modifikovanými glukózovými jednotkami, ako je N-acetyl-D-glukozamín. Sú spojené p 1 -> 4 väzbami.

Manóza ako zložka glykoproteínov

Glykoproteíny obsahujú jeden alebo viac oligosacharidov. Glykoproteíny sa všeobecne nachádzajú na povrchu plazmatickej membrány. Oligosacharidy sa môžu viazať na proteíny prostredníctvom serínových a treonínových zvyškov (O-viazané) alebo na asparagínové alebo glutamínové zvyšky (N-viazané).

Napríklad v rastlinách, zvieratách a jednobunkových eukaryotoch sa N-naviazaný oligosacharidový prekurzor pridáva do endoplazmatického retikula. Má tieto cukry: tri glukózy, deväť manóz a dva N-acetylglukozamíny, ktoré sú napísané Glc ₃ Man ₉ (GlcNac) ₂ .

Ribóza v metabolizme

U cievnych živočíchov a rastlín môže byť glukóza oxidovaná pomocou pentózofosfátu za vzniku ribóza-5-fosfátu, pentózy, ktorá bude tvoriť súčasť nukleových kyselín. Konkrétne sa ribóza stáva súčasťou RNA, zatiaľ čo deoxyribóza sa stáva súčasťou DNA.

Ribóza je tiež súčasťou ďalších molekúl, ako sú adenozín trifosfát (ATP), nikotínamidadeníndinukleotitu (NADH), Flavin adenín dinukleotid (FADH ₂ ), a fosforylovaného adenín dinukleotid nikotínamid (NADPH).

ATP je molekula, ktorej funkciou je poskytovať energiu v rôznych procesoch v bunkách. NADH a FADH _{2 sa} podieľajú na katabolizme glukózy, konkrétne na redoxných reakciách. NADPH je jedným z produktov oxidácie glukózy v pentózofosfátovej ceste. Je to zdroj redukcie energie v biosyntetických dráhach buniek.

Arabinóza a xylóza ako štruktúrne zložky

Bunková stena rastlín sa skladá z celulózy a hemicelulózy. Posledne menovaný pozostáva z heteropolysacharidov, ktoré majú krátke vetvy zložené z hexóz, D-glukózy, D-galaktózy a D-manózy a pentóz, ako je D-xylóza a D-arabinóza.

V rastlinách je kalvinský cyklus zdrojom fosforylovaných cukrov, ako je napríklad D-fruktóza-6-fosfát, ktorý sa môže transformovať na D-glukóza-6-fosfát. Tento metabolit sa enzymaticky katalyzuje niekoľkými krokmi na UDP-xylózu a UDP-arabinózu, ktoré slúžia na biosyntézu hemicelulózy.

Počet uhlíkov aldóz

Alldotriose

Je to trojuhlíková aldóza s konfiguráciou D- alebo L-glyceraldehydu. Existuje iba jeden cukor: glyceraldehyd.

Aldotetrosa

Je to aldóza so štyrmi uhlíkmi, s konfiguráciou D- alebo L-glyceraldehydu. Príklad: D-erytróza, D-treóza.

aldopentose

Je to päťuhlíková aldóza s konfiguráciou D- alebo L-glyceraldehydu. Príklady: D-ribóza, D-arabinóza, D-xylóza.

aldohexose

Je to aldóza so šiestimi atómami uhlíka s konfiguráciou D- alebo L-glyceraldehydu. Príklady: D-glukóza, D-manóza, D-galaktóza.

Referencie

1. Cui, SW 2005. Sacharidy potravín: chémia, fyzikálne vlastnosti a aplikácie. CRC Press, Boca Raton.
2. Heldt, HW 2005. Rastlinná biochémia. Elsevier, Amsterdam.
3. Liptak, A., Szurmai, Z., Fügedi, P., Harangi, J. 1991. CRC - príručka oligosacharidov: objem III: vyššie oligosacharidy. CRC Press, Boca Raton.
4. Lodish, H., a kol. 2016. Molekulárna bunková biológia. WH Freeman, New York.
5. Nelson, DL, Cox, MM 2017. Lehningerove princípy biochémie. WH Freeman, New York.
6. Stick, RV, Williams, SJ 2009. Sacharidy: základné molekuly života. Elsevier,
7. Voet, D., Voet, JG, Pratt, CW 2008. Základy biochémie - život na molekulárnej úrovni. Wiley, Hoboken.