A cellobiose é um dissacarídeo composto por duas moléculas de glicose unidas por uma ligação β-1,4. É um dos principais produtos da degradação da celulose, a qual é a principal fonte de energia para muitos organismos, especialmente para aqueles que possuem a enzima celulase capaz de quebrar essa molécula complexa. A cellobiose desempenha um papel crucial na nutrição de fungos, bactérias e outros microorganismos, sendo uma importante fonte de energia para esses seres vivos. Além disso, a cellobiose também pode ser utilizada na produção de biocombustíveis e outros produtos industriais.
Localização da celobiose na natureza: onde podemos encontrá-la e o que é.
Celobiose é um dissacarídeo composto por duas moléculas de glicose ligadas por uma ligação glicosídica beta. Esta molécula é encontrada principalmente na parede celular de plantas, algas e fungos, onde desempenha um papel crucial na estrutura e função desses organismos. A celobiose também pode ser encontrada em alguns microrganismos que possuem enzimas capazes de quebrar essa molécula para obter energia.
Na natureza, a celobiose é um componente importante na degradação da celulose, um dos polissacarídeos mais abundantes na Terra. As enzimas celulolíticas presentes em certos microrganismos são capazes de quebrar a celulose em unidades de celobiose, que posteriormente são convertidas em glicose para serem utilizadas como fonte de energia.
Além disso, a celobiose também pode ser encontrada em produtos derivados de plantas, como grãos, frutas e vegetais. No entanto, a quantidade de celobiose presente nesses alimentos é relativamente baixa em comparação com a celulose encontrada na parede celular.
Além disso, a celobiose também está envolvida na degradação da celulose e pode ser encontrada em alguns produtos alimentares derivados de plantas.
Como a maltose é formada?
A maltose é formada através da hidrólise da cellobiose, um dissacarídeo composto por duas moléculas de glicose ligadas por uma ligação glicosídica β(1→4). Quando a cellobiose é quebrada por uma enzima específica chamada celobiohidrolase, ocorre a separação das duas moléculas de glicose, resultando na formação de duas moléculas de glicose livres. Esse processo de quebra da cellobiose em glicose é fundamental para a digestão de polissacarídeos de origem vegetal, como a celulose.
A cellobiose é uma molécula importante na indústria de alimentos, sendo utilizada como fonte de glicose em diversos produtos. Além disso, ela desempenha um papel essencial na nutrição de animais herbívoros, que possuem enzimas capazes de quebrar a cellobiose em glicose para ser utilizada como fonte de energia.
Esse processo é fundamental para a digestão de polissacarídeos vegetais e tem aplicações tanto na indústria de alimentos quanto na nutrição animal.
Cellobiose: características, estrutura, funções
A celobiose é dissacárido de glucose que compreende celulose e é obtida por hidrólise parcial de celulose ou neoquestosa, que é um composto trissacido de frutose e glicose (fruct-Gluc-fruct) encontrados em grãos de milho.
Esse dissacarídeo foi descrito pelo químico Zdenko Hans Skraup em 1901, que determinou que a celulose é um homopolissacarídeo composto por unidades repetitivas do mesmo dissacarídeo: celobiose.
A celulose é o principal polissacarídeo estrutural no reino vegetal, como é encontrado na parede celular das células vegetais. Portanto, tanto a celobiose quanto a celulose têm funções importantes.
A celobiose não está sozinha na natureza. Este é considerado um composto intermediário para a degradação de outro polissacarídeo muito mais longo, ou seja, é obtido exclusivamente por hidrólise da celulose.
A celobiose pode ser sintetizada a partir da glicose pelas enzimas glucosidases que formam uma ligação β-glucosídica entre o carbono na posição 1 de um D-glucopiranósido e o carbono na posição 4 de outro (4- O- β-D- glucopiranosil).
Várias investigações foram realizadas para desenvolver sistemas de produção de celobiose sintética, a fim de obter celulose como produto final. No entanto, a síntese e produção deste composto é muito mais cara do que obtê-lo de organismos vegetais.
Atualmente, a celobiose é isolada por hidrólise bacteriana da celulose, uma vez que algumas espécies de bactérias possuem as enzimas celobiohidrolases e endocelulases necessárias para a degradação da celulose em dissacarídeos.
Caracteristicas
A característica mais distinta da celobiose é que seus monossacarídeos constituintes são ligados por meio de ligações do tipo β-1,4 cuja conformação o torna “resistente” à hidrólise pelas enzimas α-glucosidases, bem como compostos com uma ligação α-1 , 4 não pode ser um substrato de β-glucosidase.
As cadeias de celobiose em celulose podem ser agrupadas em paralelo ou antiparalelo. A mudança de orientação entre essas causas faz com que celulose tipo I (orientação das cadeias de celobiose em paralelo) ou celulose tipo II (orientação das cadeias de celobiose na forma antiparalela).
A celulose tipo I é a forma natural encontrada nas fibras das plantas comuns e silvestres, enquanto a celulose tipo II é formada pela recristalização da celulose tipo I que foi hidrolisada em celobiose.
A biossíntese de celulose em plantas é orquestrada pelas enzimas glicosiltransferase e celulase sintase, que utilizam UDP-glicose ou celobiose como substrato. Geralmente este substrato é derivado de sacarose.
Outra característica química distinta da celobiose é a capacidade redutora, razão pela qual é classificada como açúcar redutor, como lactose, isomalte e maltose.
Estrutura
A celobiose é um dissacarídeo composto de 4- O- β-D-glucopiranosil-β-D-glucopiranósido (β-D-Glc p – (1,4) -D-Glc). Os dois monossacarídeos que compõem a celobiose são estereoisômeros de D-glicose, com a fórmula geral C6H12O6 e ligados por ligações glicosídicas do tipo β-1,4.
Portanto, a fórmula molecular da celobiose é C12H22O11, uma vez que o oxigênio onde a ligação glicosídica é formada é liberado na forma de água (H2O).
A estrutura da celulose (celobioses ligadas por uma ligação β-1,4) tem sido objeto de muitas pesquisas, no entanto, uma descrição cristalográfica completa ainda não foi alcançada.
As celobioses presentes na estrutura da celulose podem formar uma ponte de hidrogênio entre os oxígenos endocíclicos da celobiose vizinha nos carbonos das posições 3 ‘e 6’. Essa ponte de hidrogênio é o resultado de cada resíduo de açúcar que “gira” em relação ao primeiro, formando uma corrente na forma de uma fita ou escada.
A estrutura da celobiose é comumente representada em livros com projeções de Haworth ligadas por sua ligação β e dentro da estrutura de celulose, o que facilita sua visualização dentro da estrutura da parede celular, uma vez que representa as pontes de hidrogênio e ligações glicosídicas.
O peso molecular da celulose pode chegar a vários milhões, e sua alta resistência mecânica e química se deve ao fato de as cadeias de celobiose serem orientadas em paralelo e alinhadas em um eixo longitudinal, estabelecendo um grande número de pontes de hidrogênio intermoleculares , o que dá origem a microfibrilas altamente estruturadas.
Funções
A celobiose é um componente da celulose, sendo o principal constituinte estrutural das paredes celulares das plantas. É uma substância fibrosa, resistente e insolúvel em água.
A celulose e, portanto, a celobiose são especialmente concentradas em juncos, caules, troncos e todos os tecidos vegetais lenhosos.
Na celulose, as moléculas de celobiose são orientadas linearmente. As fibras de celulose podem ser formadas por 5.000 a 7.500 unidades de celobiose. O tipo de ligação que os une e suas características estruturais tornam esse polissacarídeo um material muito resistente.
Uma das vantagens evolutivas desenvolvidas pelas plantas é a ligação β-1,4 que liga as moléculas de celobiose em sua parede celular. A maioria dos animais não pode usar a celulose como fonte de energia, porque não possui uma enzima capaz de hidrolisar essas ligações.
Um desafio atual para a humanidade é a produção de biocombustíveis para obter energia segura para o meio ambiente. Portanto, estão sendo realizados testes com enzimas como as lignocelulases, que liberam energia hidrolisando a ligação glicosídica (β-1,4) entre as unidades de celobiose que compõem a celulose.
Referências
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