EN hexose er et kulhydrat, der har seks carbonatomer, og hvis empiriske formel er C6H12ELLER6. Kulhydrater eller sakkarider (fra græsk, sakcharon = sukker) er polyhydroxy-aldehyder eller polyhydroxy-ketoner.
I naturen er det mest almindelige monosaccharid glucose, et seks-kulstof sukker, også kaldet dextrose. Glukosebiosyntese finder sted fra kuldioxid og vand gennem fotosyntese.
I planter, fra glucose, forekommer syntesen af cellulose, et strukturelt polysaccharid og af stivelse, et reservepolysaccharid. I heterotrofe organismer er glucoseoxidation den centrale metaboliske vej til energiproduktion.
Artikelindeks
Hexoser kan være af to typer: 1) aldoser (eller aldohexoser), hvor carbon 1 (C-1) er en aldehydfunktion; eller 2) ketoser (eller aldocetoser), hvor carbon 2 (C-2) er en ketofunktion. Resten af kulstofferne er sekundære eller primære alkoholer.
I aldohexoser er alle carbonatomer chirale, undtagen carbon 1 (C-1) og carbon 6 (C-6), det vil sige de har fire asymmetriske centre. I ketohexoser er der tre asymmetriske centre, som er C-3, C-4 og C-5..
I naturen er sukkerarter såsom hexoser med L-konfigurationen mindre rigelige end sukkerarter med D-konfigurationen..
Aldehydfunktionen eller keto-funktionen af hexoser reagerer med en sekundær hydroxylgruppe i en intramolekylær reaktion til dannelse af cykliske hemiacetaler eller hemiketaler. Seks-leddede cykliske sukkerarter er pyranøse og fem-leddede sukkerarter er furanose.
I cyklisk sukker bliver carbonylcarbonet i aldehyd- og ketogrupperne et nyt chiralt centrum, kaldet det anomere carbon. Konfigurationen af dette kulstof kan være alfa eller beta, det vil sige, det producerer to anomerer.
De seks atomer, der udgør pyranoser, er ikke plane, men har to stollignende konformationer, hvor omfangsrige substituenter indtager: a) ækvatoriale positioner eller b) aksiale positioner. Disse konformationer kan interkonverteres uden at bryde de kovalente bindinger..
Stereokemiske interaktioner mellem ringsubstituenter påvirker den relative stabilitet af disse konformationer. Således er den mest stabile konformation den, hvor den største gruppe indtager en ækvatorial position..
En bestemt gruppes kemiske reaktivitet påvirkes af dens konformationsplacering. Et eksempel er hydroxylgruppen (-OH), der, når den indtager ækvatorialposition, lettere forestres end når den indtager den aksiale position.
Det β-D-glucose, en aldohexose, har alle substituenter i ækvatorial position, hvilket gør dem mere modtagelige for forestring. Denne reaktion er vigtig for dannelsen af kovalente bindinger mellem sukkerarter. Dette kunne forklare hvorfor β-D-glukose er det mest rigelige sukker i naturen.
Monosaccharidenheder, såsom hexoser, kan kobles kovalent gennem O-glycosidbindinger dannet, når det anomere carbon i et sukkermolekyle reagerer med hydroxylgruppen i et andet sukkermolekyle. Resultatet af denne reaktion er dannelsen af en acetal fra en hemiacetal.
Et eksempel er reaktionen af C-1, anomert carbon af a-D-glucopyranose med hydroxylgruppen i C-4 i en anden β-D-glucopyranose. Fra det dannes a-D-glucopyranosyl- (1®4) -D-glucopyranose.
Den glykosidiske bindingsreaktion involverer fjernelse af et vandmolekyle, kaldet kondensationsreaktionen. Den omvendte reaktion er hydrolyse og nedbrydning af den glykosidiske binding.
Sukker, hvis anomere carbonatom ikke har dannet glykosidbindinger, kaldes reducerende sukkerarter. Alle monosaccharider, såsom hexoser glucose, mannose og galactose, reducerer sukker. Dette skyldes, at aldoser eller ketoser kan donere elektroner eller reducere til et oxidationsmiddel..
En klassisk test til reduktion af sukker udføres med Fehling (eller Benedict) og Tollens reagenser. For eksempel kan et reducerende sukker reducere Ag+ til stede i en ammoniumopløsning (Tollens 'reagens). Denne reaktion producerer metallisk sølv i bunden af beholderen, hvor reaktionen fandt sted..
Gennem en reaktion katalyseret af enzymet glucoseoxidase oxideres det anomere carbon af D-glucose ved at miste et par elektroner, og ilt reduceres ved at modtage et par elektroner. Denne reaktion har to produkter: D-glucon-d-lacton og hydrogenperoxid.
I øjeblikket bestemmes glukosekoncentrationen i blodet ved en test, der bruger glucoseoxidase og peroxidase. Dette sidste enzym katalyserer en oxidationsreduktionsreaktion.
Substraterne til peroxidase er hydrogenperoxid og et kromogent stof, der oxideres. Denne reaktion kan kvantificeres ved hjælp af et spektrofotometer..
Der er mange derivater af hexoser, hvis hydroxylgruppe er erstattet af en anden substituent. For eksempel erstattes C-2-hydroxylgruppen af glucose, galactose og mannose med en aminogruppe, der danner henholdsvis glucosamin, galactosamin og mannosamin..
Ofte kondenserer aminogruppen med eddikesyre og danner N-acetylglucosamin. Dette derivat af glucosamin findes i cellevæggen af bakterier.
Et derivat af N-acetylmannosamin er N-acetylneuraminsyre, kendt som sialinsyre. Sidstnævnte er til stede i glycoproteiner og glycolipider på overfladen af celler og har en rolle i genkendelse af andre celler..
Specifik oxidation af den primære alkoholgruppe, C-6, af aldohexoser glukose, galactose og mannose producerer uronsyrer. Disse produkter er D-glucuronsyre, D-galacturonsyre og D-mannuronsyre, som er en del af mange polysaccharider.
Uronsyrer kan gennemgå intramolekylær forestring. Det danner lactoner med fem eller seks atomer. For eksempel syntetiseres ascorbinsyre (vitamin C) af planter.
Substitution af hydroxylgruppen (-OH) for et hydrogenatom ved C-6 af henholdsvis L-galactose eller L-mannose producerer L-fucose eller L-rhamnose. L-fucose findes i glycoproteiner og glycolipider. L-rhamnose findes i polysaccharider i planter.
Symbol: Glc. Det er en aldohexose eller glucohexose. D-glucose-enantiomeren (symbol D-Glu) er mere almindelig end L-Glc-enantiomeren. D-Glc findes i planter, honning, druer og i dyrenes blod. Det er en energikilde for levende væsener. Fungerer som en forløber for syntesen af glykogen, cellulose, stivelse og lactose.
Symbol: Fru. Det er en ketohexose eller fruktohexose. D-fruktose-enantiomeren er almindeligt kendt som fruktose. Dette sukker findes for eksempel i frugt, honning og sæd.
Gal-symbol. Det er en aldohexose eller galatohexose. D-galactose er mere almindelig end L-galactose. D-galactose er hjernens sukker. Det er sjældent gratis. Det findes normalt i planter, dyr og mikroorganismer i form af oligosaccharider og polysaccharider.
Symbol: Mand. Det er en aldohexose eller mannohexose. D-mannose-formen distribueres bredt i manna og hemicellulose. Det findes som et N-bundet oligosaccharid til glycoproteiner, der danner grene.
Symbol: Rha. Det er en aldohexose, der findes i glykosiderne i planter, i polysacchariderne i tandkød og slimhinder såvel som i cellevæggen af planter og i flavonoider.
Endnu ingen kommentarer