TREHALOZ: ÖZELLIKLERI, YAPISI, IŞLEVLERI - BIYOLOJI - 2025

Trehaloz , iki glukoz α-D-bulunan birçok böcek, mantar ve mikroorganizmalarda oluşan bir disakarid, ama bu omurgalılar tarafından sentezlenememektedir. Sükroz gibi, indirgeyici olmayan bir disakkarittir ve basit kristaller oluşturabilir.

Trehaloz, tatlandırıcı gücü az olan, suda çok çözünür ve enerji kaynağı olarak ve birçok böcekte kitin dış iskeletinin oluşumunda kullanılan bir karbonhidrattır. Onu sentezleyen çeşitli böcek ve mikroorganizmaların hücre zarlarının bir parçasıdır.

Trehalose için Haworth çizimi (Kaynak: Fvasconcellos 18:56, 17 Nisan 2007 (UTC), Wikimedia Commons aracılığıyla)

Gıda endüstrisinde dengeleyici ve nemlendirici olarak kullanılır. Şeker kamışı suyunda, kamış kesildikten sonra oluşan bir ürün olarak bulunur ve özellikle ısıtmaya ve asit ortamına karşı stabildir.

İnsan bağırsağında, trehalaz enziminin bir sonucu olarak (ince bağırsağın villuslarında bulunur), trehaloz, sodyum ile birlikte emilen glikoza parçalanır. Trehalazın yokluğu mantarlara karşı toleranssızlık yaratır.

Özellikleri ve yapısı

Trehaloz ilk olarak 1832'de Wiggers tarafından zehirli bir mantar olan "çavdar ergotu" nda (Claviceps purpurea) bulunan bilinmeyen bir şeker olarak tanımlanmıştır.

Daha sonra Berthelot, onu genellikle trehala olarak adlandırılan Larinus Maculata adlı bir böceğin kozasında buldu. Bu nedenle trehaloz adı kaynaklanmaktadır.

Trehaloz (α-D-glukopiranosil α-D-glukopiranosid), iki D-glukoz kalıntısının anomerik hidrojen yoluyla birbirine bağlandığı indirgeyici olmayan bir disakkarittir. Trehaloz bitkiler, mayalar, böcekler, mantarlar ve bakterilerde yaygın olarak bulunur, ancak omurgalılarda bulunmaz.

Böceklerin dış iskeletindeki kitin, kitin sentetaz adı verilen bir glikosiltransferazın etkisiyle UDP-N-asetil-glukozaminden oluşur. Böceklerde, UDP-N-asetil-glukozamin, trehalozdan sentezlenir.

biosentezi

Trehaloz biyosentezi için beş ana yol vardır ve bunlardan üçü en yaygın olanıdır.

İlki mayada tarif edilmiştir ve trehaloz 6-fosfat üretmek ve fosforik asit esterlerini trehaloz 6-fosfat fosfataz ile hidrolize etmek için glukosiltransferaz trehaloz 6-fosfat sentetaz tarafından UDP-glukoz ve glukoz 6-fosfatın yoğunlaştırılmasını içerir.

İkinci yol, ilk kez Pimelobacter cinsi türlerinde açıklanmıştır ve maltozun trehaloza dönüşmesini, bir transglukosidaz olan trehaloz sentetaz enzimi tarafından katalize edilen bir reaksiyonu içerir.

Üçüncü yol, farklı prokaryot cinslerinde tarif edilmiştir ve trehaloz üretmek için bir dizi enzimin etkisiyle bir malto-oligosakaridin terminal maltoz kalıntısının izomerizasyonunu ve hidrolizini içerir.

Çoğu organizma, trehaloz oluşumu için bu yollardan yalnızca birini kullanırken, mikobakteriler ve korinebakteriler, trehaloz sentezi için üç yolu da kullanır.

Trehaloz, trehaloz adı verilen bir glukozit hidrolaz tarafından hidrolize edilir. Omurgalılar trehaloz sentezlemezken, sindirildiğinde bağırsakta elde edilir ve trehaloz ile hidrolize edilir.

Endüstriyel olarak trehaloz, Arthrobacter Ramosus'tan malto-oligosil-trehaloz sentetaz ve malto-oligosil-trehaloz hidroksilaz enzimleri ile bir mısır nişastası substratından enzimatik olarak sentezlenir.

Özellikleri

Trehaloz için üç temel biyolojik fonksiyon tanımlanmıştır.

1- Karbon ve enerji kaynağı olarak.

2- Stres önleyici olarak (kuraklık, toprak tuzlanması, ısı ve oksidatif stres).

3- Bitki metabolizmasının bir sinyal veya düzenleyici molekülü olarak.

Diğer şekerlere kıyasla trehaloz, zarları ve proteinleri dehidrasyona karşı stabilize etme konusunda çok daha büyük bir yeteneğe sahiptir. Ayrıca trehaloz, hücreleri oksidatif ve kalorik strese karşı korur.

Bazı organizmalar, su içeriklerinin% 90'ına kadarını kaybetmiş olsalar bile hayatta kalabilir ve bu yetenek, çoğu durumda, büyük miktarlarda trehaloz üretimiyle ilgilidir.

Örneğin, yavaş dehidrasyon altında, Aphelenchus avenae nematodu kuru ağırlığının% 20'sinden fazlasını trehaloza dönüştürür ve hayatta kalması bu şekerin sentezi ile ilgilidir.

Trehalozun hücre zarlarının lipit çift tabakasının bir koruyucusu olarak hareket etme yeteneği, zarların sıvı tutmasına izin veren benzersiz yapısıyla ilişkili görünmektedir. Bu, zar fazlarının füzyonunu ve ayrılmasını önler ve dolayısıyla kırılmalarını ve parçalanmalarını önler.

Birbirine bakan iki şeker halkasının oluşturduğu midye trehalozunun (çift kabuklu) yapısal yapısı, proteinleri ve birçok enzimin aktivitesini korumaya izin verir. Trehaloz, dehidrasyon koşulları altında kristal olmayan camsı yapılar oluşturabilir.

Trehaloz, yaygın olarak dağılan önemli bir disakkarit olarak, aynı zamanda omurgasız bitkiler ve hayvanlarda bulunan birçok oligosakkaritin yapısının bir parçasıdır.

Böceklerin hemolimfindeki ana karbonhidrattır ve uçma gibi yoğun aktivitelerde hızla tüketilir.

Sektördeki fonksiyonlar

Gıda endüstrisinde, aromalı sütlü içeceklerde, soğuk çaylarda, işlenmiş balık bazlı ürünlerde veya toz ürünlerde bulunması mümkün olduğundan, stabilize edici ve ıslatıcı bir ajan olarak kullanılır. İlaç endüstrisinde de uygulamaları vardır.

Dondurulmuş yiyecekleri korumak ve sıcaklık değişimlerine dayanıklı olarak içeceklerin koyu renk değişimini önlemek için kullanılır. Ayrıca kokuları bastırmak için de kullanılır.

Yüksek nemlendirme gücü ve proteinleri koruyucu işlevi nedeniyle cilt ve saç bakımına yönelik birçok üründe yer almaktadır.

Endüstriyel olarak, şekerleme ve fırıncılık, çikolata ve alkollü içeceklerde şeker yerine tatlandırıcı olarak da kullanılır.

Deneysel biyolojik fonksiyonlar

Deney hayvanlarında yapılan bazı çalışmalar, trehalozun insülin duyarlılığını artıran, hepatik glikozu azaltan ve yağ metabolizmasını artıran bir geni (aloxe 3) aktive edebildiğini göstermiştir. Bu araştırma, gelecekte obezite, yağlı karaciğer ve tip II diyabet tedavisi için umut vadediyor gibi görünüyor.

Diğer çalışmalar, deney hayvanlarında trehaloz kullanmanın, ateromatöz plakları azaltmak ve böylece "arterleri temizlemek" için makrofajların aktivitesini arttırmak gibi bazı faydalarını göstermiştir.

Bu veriler, gelecekte çok sık görülen bazı kardiyovasküler hastalıkların önlenmesini etkili bir şekilde etkilemeye izin vereceğinden çok önemlidir.

Referanslar

1. Crowe, J., Crowe, L. ve Chapman, D. (1984). Anhidrobiyotik organizmalarda membranların korunması: trehalozun rolü. Bilim, 223 (4637), 701–703.
2. Elbein, A., Pan, Y., Pastuszak, I. ve Carroll, D. (2003). Trehaloz hakkında yeni bilgiler: çok işlevli bir molekül. Glikobiyoloji, 13 (4), 17–27.
3. Finch, P. (1999). Karbonhidratlar: Yapılar, Sentezler ve Dinamikler. Londra, İngiltere: Springer-Science + Business Media, BV
4. Çubuk, R. (2001). Karbonhidratlar. Hayatın Tatlı Molekülleri. Akademik Basın.
5. Stick, R. ve Williams, S. (2009). Karbonhidratlar: Temel Yaşam Molekülleri (2. baskı). Elsevier.