DISAKKARITLER: ÖZELLIKLERI, YAPISI, ÖRNEKLERI, IŞLEVLERI - BIYOLOJI - 2025

Disakaritler karbonhidratlardır edilir de çift şekerler adı. Ana enerji kaynakları olarak insanın beslenmesinde önemli işlevleri vardır. Bunlar, şeker kamışı sakarozu ve mevcut maltoz gibi bitkisel kökenli olabilir ve diğerlerinin yanı sıra memelilerin sütünde bulunan laktoz gibi hayvansal kaynaklı olabilir.

Karbonhidratlar veya şekerler, genel kimyasal formül (CH2O) n ile karbon, oksijen ve hidrojenden oluşan suda çözünür maddeler olan karbonhidratlar veya karbonhidratlardır.

Laktoz disakkarit yapısının temsili (Kaynak: Telliott, Wikimedia Commons aracılığıyla İngilizce Wikipedia)

Karbonhidratlar doğada en bol bulunan organik maddelerdir ve tüm bitkilerde bulunur. Bitki hücre duvarlarının yapısını oluşturan selüloz, tahıl ve yumrulardaki nişastalar gibi bir karbonhidrattır.

Ayrıca memelilerin kanı ve sütü gibi tüm hayvan dokularında bulunurlar.

Karbonhidratlar şu şekilde sınıflandırılır: (1) daha basit karbonhidratlara hidrolize edilemeyen monosakkaritler; (2) hidrolize edildiğinde iki monosakkarit üreten disakkaritlerde; (3) hidroliz yoluyla 3-10 monosakkarit veren oligosakaritlerde ve (4) hidrolizi 10'dan fazla monosakkaritle sonuçlanan polisakkaritlerde.

Nişasta, selüloz ve glikojen polisakkaritlerdir. İnsanlarda ve diğer hayvanlarda fizyolojik önemi olan disakkaritler sükroz, maltoz ve laktozdur.

Özellikleri ve yapısı

Karbonhidrat olan disakkaritler, karbon, oksijen ve hidrojenden oluşur. Genelde çoğu karbonhidratın yapısındaki oksijen ve hidrojen sudakiyle aynı orandadır, yani her oksijen için iki hidrojen vardır.

Bu nedenle "karbonhidratlar veya karbonhidratlar" olarak adlandırılırlar. Kimyasal olarak karbonhidratlar, polihidroksile aldehitler (R-CHO) veya ketonlar (R-CO-R) olarak tanımlanabilir.

Aldehitler ve ketonlar bir karbonil grubuna (C = O) sahiptir. Aldehitlerde bu grup en az bir hidrojene bağlanır ve ketonlarda bu karbonil grubu hidrojene bağlı değildir.

Disakkaritler, glikosidik bir bağ ile bağlanan iki monosakkarittir.

Maltoz, sukroz ve laktoz gibi disakkaritler, seyreltik asitlerle ısıtmaya veya enzimatik etkiye maruz kaldıklarında, hidrolize olurlar ve monosakkarit bileşenlerini meydana getirirler. Sükroz, bir glikoz ve bir fruktoza yol açar, maltoz, iki glikoza ve laktoza, bir galaktoza ve bir glikoza neden olur.

Örnekler

Sakaroz

Sükroz, doğada en bol bulunan şekerdir ve monosakkaritler glikoz ve fruktozdan oluşur.Pancar, şeker kamışı, süpürge darısı, ananas, akçaağaç gibi bitkilerin sularında ve daha az oranda olgun meyveler ve birçok sebzenin suyu. Bu disakkarit, mayaların etkisiyle kolayca fermente edilir.

Laktoz

Laktoz veya süt şekeri, galaktoz ve glikozdan oluşur. Memeli sütü laktoz bakımından yüksektir ve bebekler için besin sağlar.

Memelilerin çoğu laktozu sadece bebekken sindirebilir ve bu yeteneklerini olgunlaştıkça kaybederler. Aslında, süt ürünlerini yetişkinlikte sindirebilen insanlar, bunu yapmalarına izin veren bir mutasyona sahiptir.

Bu yüzden bu kadar çok insan laktoza tahammülsüzdür; İnsanlar, diğer memeliler gibi, çocukluktaki laktozu sindirme yeteneğine sahip değildi, bu mutasyon yaklaşık 10.000 yıl önce belirli popülasyonlarda mevcut hale gelene kadar.

Günümüzde, laktoz intoleransı olan kişilerin sayısı popülasyonlar arasında büyük farklılıklar göstermekte olup, Kuzey Avrupa'da% 10'dan Afrika ve Asya'nın bazı kısımlarında% 95'e kadar değişmektedir. Farklı kültürlerin geleneksel diyetleri bunu tüketilen süt ürünleri miktarına yansıtır.

Maltoz

Maltoz, iki glikoz ünitesinden oluşur ve amilaz enzimi bitkilerde bulunan nişastayı hidrolize ettiğinde oluşur. Sindirim sürecinde tükürük amilazı ve pankreatik amilaz (amilopepsin) nişastayı parçalayarak maltoz olan bir ara ürün ortaya çıkarır.

Bu disakkarit, mısır şekeri şuruplarında, malt şekerinde ve filizlenmiş arpada bulunur ve maya etkisiyle kolayca fermente edilebilir.

Trehalose

Trehaloz ayrıca maltoz gibi iki glikoz molekülünden oluşur, ancak moleküller farklı şekilde bağlanır. Bazı bitkilerde, mantarlarda ve karides ve böcekler gibi hayvanlarda bulunur.

Arılar, çekirgeler ve kelebekler gibi birçok böceğin kan şekeri, trehalozdan oluşur. Onu, bozulduğunda uçuş için hızlı enerji sağlayan verimli bir depolama molekülü olarak kullanırlar.

Chitobiosa

İki bağlantılı glukozamin molekülünden oluşur. Yapısal olarak selobiyoza çok benzer, ancak sellobiyozun bir hidroksil grubuna sahip olduğu bir N-asetilamino grubuna sahip olması dışında.

Bazı bakterilerde bulunur ve enzim aktivitesini incelemek için biyokimyasal araştırmada kullanılır.

Ayrıca mantar duvarları, böceklerin dış iskeletleri, eklembacaklılar ve kabuklular oluşturan kitinde bulunur ve ayrıca ahtapot ve kalamar gibi balıklarda ve kafadan bacaklılarda bulunur.

Cellobiose (glikoz + glikoz)

Cellobiose, selüloz veya kağıt veya pamuk gibi selüloz açısından zengin malzemelerin hidrolizinin bir ürünüdür. İki beta-glikoz molekülünün bir β bağı (1 → 4) ile birleştirilmesiyle oluşur.

Laktüloz (galaktoz + fruktoz)

Lactulose, vücut tarafından emilmeyen sentetik (yapay) bir şekerdir, bunun yerine kolonda parçalanarak kolondaki suyu emen ve böylece dışkıyı yumuşatan ürünlere dönüşür. Birincil kullanımı kabızlığı tedavi etmektir.

Laktuloz kolondaki amonyağı emdiğinden (vücuttan attığından), karaciğer hastalığı olan kişilerde kan amonyak seviyelerini düşürmek için de kullanılır.

İzomaltoz (glukoz + glikoz İzomaltaz)

Trehalulose, bir alfa (1-1) glikosidik bağ ile bağlanmış glikoz ve fruktozdan oluşan bir disakkarit olan yapay bir şekerdir.

Sakarozdan izomaltuloz üretimi sırasında üretilir. İnce bağırsağın kaplamasında, izomaltaz enzimi, trehalulozu glikoz ve fruktoza parçalar ve bunlar daha sonra ince bağırsakta emilir. Trehalulose'un diş çürümesine neden olma potansiyeli düşüktür.

Chitobiosa

Selobiyozdan hidroksil grubu yerine karbon-2 üzerinde bir N-asetilamino grubu varlığında farklılık gösteren kitin içindeki disakkarit tekrar eden birimdir. Bununla birlikte, asetillenmemiş forma genellikle chitobiose da denir.

laktitol

Laktozun hidrojenasyonu ile elde edilen kristalin bir alkol C12H24O11'dir. Tatlandırıcı olarak kullanılan laktulozun disakkarit analoğudur. Aynı zamanda bir müshildir ve kabızlığı tedavi etmek için kullanılır.

turanozun

Bakteriler ve mantarlar tarafından karbon kaynağı olarak kullanılabilen indirgeyici bir disakkarit organik bileşik.

Melibiosa

Rafinozun kısmi hidrolizi ile oluşturulan bir disakkarit şeker (C12H22O11).

Xylobiose

İki ksiloz kalıntısından oluşan bir disakkarit.

Boğucu

Bir soforolipidde bulunan bir disakkarit.

Gentiobiosa

Gentiobiose, β-tipi bir glikosidik bağ (1 → 6) ile bağlanan iki D-glikoz ünitesinden oluşan bir disakkarittir. Gentiobiose, iki glikoz birimini birbirine bağlayan glikosidik bağın doğasına göre farklılık gösteren birçok izomere sahiptir.

Leucrose

D-fruktopiranoza bir bağ (1 → 5) ile bağlanmış bir α-D-glikopiranozil kalıntısından oluşan bir glikosilfruktozdur. Bir sükroz izomeri.

Rutin

Glikozitlerde bulunan bir disakkarittir.

Caroliniaside A

Glikosidik bir bağ ile bağlanmış iki monosakkarit birimi içeren oligosakkaritler.

emme

İnsanlarda, nişasta ve glikojen gibi sindirilen disakkaritler veya polisakkaritler hidrolize edilir ve ince bağırsakta monosakkaritler olarak emilir. Yutulan monosakkaritler bu şekilde emilir.

Örneğin fruktoz, bağırsak hücresine pasif olarak yayılır ve çoğu kan dolaşımına girmeden önce glikoza dönüştürülür.

Laktaz, maltaz ve sükraz, sırasıyla laktoz, maltoz ve sükrozun hidrolizinden sorumlu olan ince bağırsak hücrelerinin lümen sınırında bulunan enzimlerdir.

Laktaz, yeni doğan bebekler tarafından üretilir, ancak bazı popülasyonlarda artık yetişkin yaşamı boyunca enterosit tarafından sentezlenmez.

Laktaz yokluğunun bir sonucu olarak laktoz bağırsakta kalarak ozmoz yoluyla suyu bağırsak lümenine doğru sürükler.Kolona ulaştıktan sonra CO2 ve çeşitli asitler üreterek sindirim kanalındaki bakteriler tarafından fermantasyon yoluyla laktoz bozulur. Süt tüketirken, bu su ve CO2 kombinasyonu ishale neden olur ve bu, laktoz intoleransı olarak bilinir.

Glikoz ve galaktoz, sodyuma bağımlı yaygın bir mekanizma tarafından emilir. İlk olarak, sodyumun bağırsak hücresinden bazolateral membrandan kana ayrılmasını sağlayan aktif bir sodyum taşınması vardır. Bu, bağırsak hücresi içindeki sodyum konsantrasyonunu düşürür ve bağırsak lümeni ile enterositin içi arasında bir sodyum gradyanı oluşturur.

Bu gradyan oluşturulduğunda, sodyumun glikoz veya galaktoz ile birlikte hücreye girmesini sağlayacak kuvvet elde edilir. İnce bağırsağın duvarlarında, glikoz veya galaktoz girişi için sodyum konsantrasyonlarına bağlı olan bir Na + / glikoz, Na + / galaktoz birlikte taşıyıcı (bir simporter) bulunur.

Sindirim sisteminin lümenindeki Na + konsantrasyonu ne kadar yüksekse, glikoz veya galaktoz akışı o kadar fazla olur. Tüp lümeninde sodyum yoksa veya konsantrasyonu çok düşükse, ne glikoz ne de galaktoz yeterince emilmeyecektir.

Örneğin normalde enerjisini glikozdan elde eden E. Coli gibi bakterilerde ortamda bu karbonhidratın bulunmadığı durumlarda laktoz kullanabilirler ve bunun için laktoz permeaz adı verilen aktif laktoz taşınmasından sorumlu bir protein sentezleyerek içeri girerek daha önce hidrolize edilmeden laktoz.

Özellikleri

Yutulan disakkaritler, onları monosakkaritler olarak tüketen hayvanların vücuduna girer. İnsan vücudunda, esas olarak karaciğerde, diğer organlarda da bulunmasına rağmen, bu monosakkaritler, gerektiğinde metabolik sentez veya katabolizma zincirlerine entegre edilir.

Katabolizma (bozulma) yoluyla bu karbonhidratlar ATP üretimine katılır. Sentez işlemlerinde glikojen gibi polisakkaritlerin sentezine katılırlar ve böylece karaciğerde, iskelet kaslarında ve diğer birçok organda bulunan enerji rezervlerini oluştururlar.

Genel olarak birçok glikoprotein ve glikolipidin sentezine de katılırlar.

Disakkaritler, sindirilen tüm karbonhidratlar gibi insan ve hayvanlar için enerji kaynağı olsalar da, hücre zarlarının ve glikoproteinlerin yapılarının bir parçası olarak çoklu organik fonksiyonlara katılırlar.

Örneğin glukozamin, hyaluronik asit ve heparinin temel bir bileşenidir.

Laktoz ve türevlerinin

Süt ve türevlerinde bulunan laktoz en önemli galaktoz kaynağıdır. Galaktoz, nöronal hücre zarlarının temel bileşenleri olan serebrosidlerin, gangliosidlerin ve mukoproteinlerin bir parçası olduğu için büyük önem taşır.

Laktoz ve diyetteki diğer şekerlerin varlığı, sindirim fonksiyonu için gerekli olan bağırsak florasının gelişmesine yardımcı olur.

Galaktoz, kırmızı kan hücrelerinin duvarındaki ABO grubunun bileşenlerinden biri olduğu için bağışıklık sistemine de katılır.

Laktoz, sukroz veya maltozun sindirilmesinin ürünü olan glikoz, vücuda pentoz sentezinin yoluna, özellikle nükleik asitlerin sentezi için gerekli olan riboz sentezine girebilir.

Bitkilerde

Daha yüksek bitkilerin çoğunda, disakkaritler fotosentetik karbon indirgeme döngüsünden trioz fosfattan sentezlenir.

Bu bitkiler esas olarak sükrozu sentezler ve sitozolden köklere, tohumlara ve genç yapraklara, yani bitkinin önemli bir şekilde fotosentez kullanmayan alanlarına taşır.

Bu nedenle, fotosentetik karbon indirgeme döngüsü ile sentezlenen sükroz ve fotosentez ile sentezlenen ve kloroplastlarda biriken nişastanın bozunmasından kaynaklanan sakaroz, bitkiler için iki gece enerji kaynağıdır.

Bazı disakkaritlerin, özellikle maltozun bilinen bir başka işlevi, kimyasal sinyallerin bazı bakterilerin flagellum motoruna iletme mekanizmasına katılmaktır.

Bu durumda, maltoz önce bir proteine ​​bağlanır ve bu kompleks daha sonra dönüştürücüye bağlanır; bu bağlanmanın bir sonucu olarak, flagellumun motor aktivitesine yönelik bir hücre içi sinyal üretilir.

Referanslar

1. Alberts, B., Dennis, B., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., … Walter, P. (2004). Temel Hücre Biyolojisi. Abingdon: Garland Science, Taylor & Francis Group.
2. Fox, SI (2006). İnsan Fizyolojisi (9. baskı). New York, ABD: McGraw-Hill Press.
3. Guyton, A. ve Hall, J. (2006). Tıbbi Fizyoloji Ders Kitabı (11. baskı). Elsevier Inc.
4. Murray, R., Bender, D., Botham, K., Kennelly, P., Rodwell, V. ve Weil, P. (2009). Harper's Illustrated Biochemistry (28. baskı). McGraw-Hill Medical.
5. Rawn, JD (1998). Biyokimya. Burlington, Massachusetts: Neil Patterson Publishers.