Sacharóza - biológia
bezfarebná kryštalická tuhá látka bez zápachu so sladkou chuťou [1] [2]
185–186 ° C (rozklad. Od približne 160 ° C) [2]
veľmi dobré vo vode (1970 g l −1 pri 20 ° C) [1]
Sacharóza [zaxaˈroːzə] tiež Sacharóza, je domáci alebo granulovaný cukor, ktorý sa bežne používa ako „cukor“. Cukrová repa, cukrová trstina a cukrová palma obsahujú tento disacharid. Ústavu osvetlil Walter Norman Haworth. [3] V sacharóze je každá molekula α-D-glukózy a β-D-fruktózy spojená α, β-1,2-glykozidovou väzbou.
príbeh
The sacharón staroveký svet (zo sanskrtu carkara „Krehký“, „kamenný“) bol pôvodne tabaxír (bambusový kameň), ktorému sa pripisovali liečivé sily. Až neskôr Arabi preniesli slovo na podobne vyzerajúci trstinový cukor. Tiež slovo pôvod pre cukor z śarkara (Sanskrt pre „piesok“, „štrk“) možno nájsť v literatúre. Podľa Lippmanna bol trstinový cukor známy v Indii až v treťom až šiestom storočí. [4]
Výskyt, ťažba a význam v rastlinách
Mnoho rastlín vyrába sacharózu pomocou fotosyntézy; pre výrobu cukru pre domácnosť má osobitný význam cukrová repa, cukrová trstina a cukrová palma (hlavne v Indonézii). Sacharóza sa v menších množstvách získava aj z miazgy javora cukrového. Navyše, floémová miazga mnohých rastlín, ktorá obsahuje výlučne alebo prevažne sacharózu, tvorí základ výroby medu - včelami buď priame sekréty rastlín, ako je nektár, alebo sekréty floémových miazg, ktoré sajú hmyz (najmä hrach zobák, ako sú vošky, šupinatý hmyz, listové blchy, molice a rôzne cikády), ktoré sa nazývajú medovka. zbierať. [5]
biosyntéza
Biosyntéza sacharózy prebieha v cytoplazme rastlinných buniek z hexózových medziproduktov UDP-glukóza a fruktóza-6-fosfát. Dva monosacharidy sú tvorené z triozfosfátov, ktoré vznikajú ako čistý zisk z uhlíkovej asimilácie fotosyntézy (Calvinov cyklus) v chloroplaste. Dva triozové fosfáty glyceraldehyd-3-fosfát a dihydroxyacetónfosfát sa buď používajú v chloroplaste na syntézu škrobu (zásobný škrob), alebo sa vyvážajú z chloroplastu do cytosolu, kde sa tvoria hexózy, ktoré sa používajú na syntézu sacharózy (alebo iných sacharidov alebo aminokyselín).
Za týmto účelom sa fruktóza-1,6-bisfosfát najskôr vytvorí kondenzačnou reakciou medzi glyceraldehyd-3-fosfátom a dihydroxyacetónfosfátom, ktorý sa potom prevedie na fruktózu-6-P defosforyláciou. Glukóza-6-P sa tiež vyrába z fruktózy-6-P izomerizáciou, ktorá následnou reakciou (po predchádzajúcej opätovnej izomerizácii na glukóza-1-fosfát) s uridíntrifosfátom (UTP) na uridíndifosfát glukózu (UDP glukóza) je aktivovaný. Následná kondenzácia UDP-glukózy a fruktózy-6-P na sacharóza-6-fosfát je katalyzovaná enzýmom sacharóza-fosfát syntáza. Energia potrebná na to sa dodáva odštiepením uridíndifosfátu (UDP). Nakoniec sa fosfátový zvyšok v nezvratnej reakcii odštiepi enzýmom sacharózafosfátfosfatáza, takže sa vytvorí sacharóza.
Dôležitosť ako transportný cukor
Sacharóza je najdôležitejším transportným cukrom v rastlinách. Je to na to vhodnejšie ako voľné hexózy, pretože je chemicky inertný ako neredukujúci disacharid. Sacharóza, ktorá sa produkuje fotosyntézou v zelených rastlinných bunkách, keď je vystavená svetlu, sa do apoplastu dostáva pasívnym transportom a potom aktívnym transportom do asimilát-vodivého floému rastlinného tkaniva. Vo floéme sa transportuje do iných nefotosyntetických tkanív, ako sú rastové zóny alebo zásobné tkanivá.
Ďalším transportným cukrom sú rafinózy v niektorých čeľadiach rastlín (napr. Tekvice, vlašské orechy).
Demontáž a recyklácia
Existujú rôzne možnosti štiepenia sacharózy v cieľových tkanivách.
V rastových zónach, ako sú výhonky a konce koreňov (meristémy), je sacharóza z floému transportovaná symplasmaticky plazmodesmatami. V bunkách, na rozdiel od syntéznej reakcie, ho enzým sacharóza syntáza štiepi s UDP za vzniku UDP-glukózy a fruktózy. Dve hexózy je možné previesť na glukózu-6-P a napríklad zaviesť do glykolýzy na výrobu energie.
V zásobných tkanivách je sacharóza apoplasticky transportovaná z floému do cieľových buniek. Môže sa absorbovať aktívnym transportom do bunky a tam sa štiepiť syntázou sacharózy. Väčšina sa však štiepi invertázami v bunkovej stene na glukózu a fruktózu. Dva monosacharidy môžu byť bunkou absorbované sympatikmi, kde sú transportované ako glukóza-6-P v chloroplaste a použité na syntézu akumulačnej sily.
charakteristiky
Chemické vlastnosti
Rovnako ako iné druhy cukru, aj sacharóza je sacharid. Je to disacharid (dvojitý cukor). Ako dimér pozostáva sacharóza z jednej molekuly, a to z a-D-glukózy (forma pyranózy) a β-D-fruktózy (forma furanózy). Tieto dve molekuly sú navzájom spojené prostredníctvom α, β-1,2-glykozidovej väzby (glukóza α1-2 fruktóza), ktorá sa vytvorila únikom molekuly vody (kondenzačná reakcia) cez OH skupiny anomérnych atómov C.
Sacharóza je neredukujúci disacharid. Neredukujúce disacharidy sú navzájom spojené prostredníctvom svojich dvoch anomérnych atómov uhlíka O-glykozidicky; ich chemický názov končí na -sid. To znamená, že tieto dve zložky sú prítomné v molekule sacharózy takým spôsobom, že pod otvorom kruhu nemôže vzniknúť žiadna aldehydová skupina (ani molekulou glukózy, ani molekuly fruktózy). Tieto neredukujúce skupiny atómov sa nazývajú acetály. Na rozdiel od hemiacetálov sú acetály pomerne stabilné v základnom a neutrálnom prostredí. Môžu sa otvoriť iba kyslou katalýzou, disacharidom z. Niekedy sa štiepi na monosacharidy, čo vedie k invertnému cukru (časti rovnakého množstva glukózy a fruktózy). Sacharóza nevykazuje takmer žiadnu mutarotáciu kvôli nedostatku otvorenia kruhu v neutrálnom prostredí.