Сахароза - біологія
безбарвна і без запаху кристалічна тверда речовина із солодким смаком [1] [2]
185–186 ° C (розкладання від приблизно 160 ° C) [2]
дуже добре у воді (1970 г l −1 при 20 ° C) [1]
Сахароза [zaxaˈroːzə] теж Сахароза, - це побутовий або цукровий пісок, який зазвичай використовується як "цукор". Цукровий буряк, цукрова тростина та цукрова пальма містять цей дисахарид. Конституцію освітив Вальтер Норман Хаворт. [3] У сахарозі по одній молекулі α-D-глюкози та β-D-фруктози зв’язані α, β-1,2-глікозидним зв’язком.
історія
сахарон античний світ (від санскр carkara "Тендітний", "схожий на камінь") спочатку був табаксиром (бамбуковим каменем), якому приписували цілющу силу. Лише пізніше араби перенесли це слово на схожий на вигляд тростинний цукор. Також слово походження цукру від śarkara (Санскрит для "піску", "гравію") можна знайти в літературі. За словами Ліппмана, тростинний цукор став відомим в Індії лише в III-VI століттях. [4]
Поява, вилучення та значення у рослин
Сахароза утворюється багатьма рослинами завдяки фотосинтезу; для виробництва домашнього цукру особливе значення мають цукрові буряки, цукровий очерет і цукрова пальма (переважно в Індонезії). Сахароза також отримується в менших кількостях із соку цукрового клена. Крім того, флоемний сік багатьох рослин, який містить виключно або переважно сахарозу, є основою виробництва меду - тим, що бджоли або направляють рослинні виділення, такі як нектар, або виділення смокчучих комах, що називаються медовою росою (особливо дзьоб-горох, такий як попелиця, щитівка, листові бліхи, білокрилки та різні цикади). збирати. [5]
біосинтез
Біосинтез сахарози відбувається в цитоплазмі рослинних клітин із проміжних продуктів гексози UDP-глюкози та фруктозо-6-фосфату. Два моносахариди утворюються з триозних фосфатів, які виникають як чистий приріст в результаті асиміляції вуглецю в процесі фотосинтезу (цикл Кальвіна) в хлоропласті. Два триозних фосфати гліцеральдегід-3-фосфат та дигідроксиацетонфосфат використовуються або в хлоропласті для синтезу крохмалю (крохмаль-запас), або експортуються з хлоропласту в цитозоль, де утворюються гексози, які використовуються для синтезу сахарози (або інших вуглеводів).
Для цього фруктоза-1,6-бісфосфат спочатку утворюється в результаті реакції конденсації між гліцеральдегід-3-фосфатом та дигідроксиацетонфосфатом, який потім перетворюється у фруктозу-6-Р шляхом дефосфорилювання. Глюкоза-6-Р також утворюється з фруктози-6-Р шляхом ізомеризації, яка шляхом подальшої реакції (після попередньої повторної ізомеризації до глюкози-1-фосфату) з уридин-трифосфатом (UTP) на уридин-дифосфат-глюкозу (UDP глюкоза) активовано. Подальша конденсація UDP-глюкози та фруктози-6-Р до сахарози-6-фосфату каталізується ферментом сахароза-фосфатсинтаза. Енергія, необхідна для цього, забезпечується відщепленням дифосфату уридину (UDP). Нарешті, залишок фосфату в незворотній реакції відщеплюється ферментом сахароза фосфатфосфатаза, так що утворюється сахароза.
Значення як транспортний цукор
Сахароза є найважливішим транспортним цукром у рослинах. Це краще підходить для цього, ніж вільні гексози, оскільки він хімічно інертний як невідновлюючий дисахарид. Сахароза, яка утворюється в результаті фотосинтезу в зелених рослинних клітинах під впливом світла, потрапляє в апопласт пасивним транспортом, а потім активним транспортом в асимілюючу флоему рослинної тканини. У флоемі він транспортується до інших, не фотосинтезуючих тканин, таких як зони росту або тканини зберігання.
Інші транспортні цукри - це рафінози в деяких сімействах рослин (наприклад, кабачки, волоські горіхи).
Демонтаж та відновлення
Існують різні можливості для розщеплення сахарози в тканинах-мішенях.
У зонах росту, таких як пагони та кінчики коренів (меристеми), сахароза з флоеми транспортується симплематично плазмодесматами. У клітинах, у зворотному напрямку реакції синтезу, він розщеплюється ферментом сахароза синтазою з UDP з утворенням UDP-глюкози та фруктози. Дві гексози можуть бути перетворені в глюкозу-6-Р і введені в гліколіз, наприклад, для отримання енергії.
У тканинах, що зберігаються, сахароза апопластично транспортується з флоеми до клітин-мішеней. Він може поглинатися активним транспортом у клітину і розщеплюватися там сахарозосинтазою. Однак більша частина поділяється на глюкозу та фруктозу за допомогою інвертаз у клітинній стінці. Два моносахариди можуть бути поглинені клітиною симпотерами, де вони транспортуються у вигляді глюкози-6-Р у хлоропласті та використовуються для синтезу міцності при зберіганні.
характеристики
Хімічні властивості
Як і інші види цукру, сахароза є вуглеводом. Це дисахарид (подвійний цукор). Як димер, сахароза складається з однієї молекули α-D-глюкози (піранозна форма) та β-D-фруктози (фуранозна форма). Ці дві молекули з'єднані між собою за допомогою α, β-1,2-глікозидного зв’язку (глюкоза α1-2 фруктоза), який утворився з виходом молекули води (реакція конденсації) через групи ОН аномерних атомів вуглецю.
Сахароза - це невідновлюючий дисахарид. Невідновлювані дисахариди пов'язані між собою за допомогою своїх двох аномерних атомів С O-глікозидно, їх хімічна назва закінчується на -sid. Це означає, що два компоненти присутні в молекулі сахарози таким чином, що під розкриттям кільця не може утворитися жодна альдегідна група (ні з глюкози, ні з молекули фруктози). Ці невідновні групи атомів називаються ацеталями. На відміну від геміацеталів, ацетали порівняно стабільні в основному та нейтральному середовищі. Їх можна відкрити лише за допомогою кислотного каталізу, дисахариду z. Іноді він розщеплюється на моносахариди, в результаті чого утворюється інвертний цукор (рівні частини глюкози та фруктози). Сахароза майже не виявляє мутаротації через відсутність розкриття кільця в нейтральному середовищі.