Альфа против бета-глюкозы
Глюкоза является единицей углеводов и демонстрирует уникальные характеристики углеводов. Глюкоза - это моносахарид и редуцирующий сахар, который является основным продуктом фотосинтеза растений. Хлорофиллы производят глюкозу и кислород, используя неорганический углерод и воду. Итак, солнечный свет превращается в химическую энергию через глюкозу. Затем глюкоза превращается в крахмал и хранится в растениях. При дыхании глюкоза расщепляется на АТФ и обеспечивает энергией живые организмы, в результате чего в качестве конечного продукта дыхания образуются углекислый газ и вода. Глюкозу можно найти у животных и людей в их кровотоке.
Глюкоза состоит из шести углеродных молекул или называется гексозой. Формула глюкозы - C 6 H 12 O 6, и эта формула является общей и для других гексоз. Глюкоза может быть в форме циклического кресла и в форме цепи.
Поскольку глюкоза имеет функциональные группы альдегидов, кетонов и спиртов, ее можно легко преобразовать из формы с прямой цепью в форму с циклической цепью. Тетраэдрическая геометрия атомов углерода образует шестичленное стабильное кольцо. Гидроксильная группа на пятом углероде в прямой цепи связана с первым углеродом, образуя полуацетальную связь (Mcmurry, 2007). Итак, углеродный называется аномерный углерод. Когда в проекции Фишера фигурирует глюкоза, эта гидроксильная группа асимметричного углерода отображается справа и называется D-глюкозой. Если гидроксильная группа асимметричного углерода находится в левой части проекции Фишера, это L-глюкоза. D-глюкоза имеет два стериоизомера, называемых альфа и бета, которые отличаются от удельного вращения. В смеси эти две формы могут превращаться друг в друга и образуют равновесие. Этот процесс называется мутаротацией.
Альфа-глюкоза
Расположение атомов в пространстве молекулы глюкозы важно при определении химической природы. Альфа и бета глюкоза являются стереоизомерами. Гликозидная связь (1-4) между двумя молекулами α-D-глюкозы дает дисахарид, называемый мальтазой. При связывании большого количества молекул α-D-глюкозы образуется α- (1-4) гликозидная связь крахмала, в состав которого входят амилопектин и амилоза. Они легко расщепляются ферментами.
Бета-глюкоза
Две молекулы β-D-глюкозы связаны (1-4) гликозидной связью, образуя целлобиозу и, кроме того, образуя целлюлозу, которую трудно расщепить ферментами. Бета-форма более стабильна, чем альфа-форма; поэтому в смеси количество β-D-глюкозы составляет две трети при 20 °. Хотя эти две изомерные формы схожи в элементарной форме, они не похожи по физическим и химическим свойствам.
В чем разница между альфа- глюкозой и бета-глюкозой?
• Они различаются по удельному вращению, α -D-глюкоза имеет [a] D 20 112,2 °, а β-D-глюкоза имеет
[a] D 20 из 18,7 °.
• Бета-форма более стабильна, чем альфа-форма, поэтому в смеси количество β-D-глюкозы выше, чем α-D-глюкозы.
• Гликозидная связь (1-4) между двумя молекулами α-D-глюкозы производит дисахарид, называемый мальтазой, в то время как две молекулы β-D-глюкозы связаны (1-4) гликозидной связью, образуя целлобиозу.
• Крахмал, производимый из α-D-глюкозы, легко расщепляется ферментами, тогда как целлюлоза не может быть легко расщеплена ферментами.
• Целлюлоза, которая представляет собой полимер β-D-глюкозы, является структурным материалом, а крахмал - пищей для хранения растений.
