Hexose là một loại monosaccharide chứa sáu nguyên tử carbon trong cấu trúc phân tử. Chúng được tìm thấy rộng rãi trong tự nhiên và đóng vai trò thiết yếu trong quá trình chuyển hóa tế bào. Hexose là nguồn năng lượng quan trọng cho tế bào, được phân hủy nhanh chóng thông qua quá trình đường phân để tạo ra ATP. Hơn nữa, hexose cũng là thành phần cấu trúc của nhiều carbohydrate phức tạp, chẳng hạn như polysaccharide. Một số dẫn xuất hexose thực hiện các chức năng cụ thể trong cơ thể, chẳng hạn như các nucleotide đường được sử dụng trong quá trình tổng hợp axit nucleic và glycoprotein.
Đặc điểm chính của monosaccharide: tìm hiểu thêm về các phân tử thiết yếu này trong dinh dưỡng.
Monosaccharide là carbohydrate đơn giản, được cấu tạo từ một phân tử đường duy nhất. Chúng là dạng carbohydrate cơ bản nhất và dễ dàng được cơ thể hấp thụ. Một trong những đặc điểm chính của monosaccharide là khả năng hấp thụ nhanh chóng vào cơ thể, cung cấp năng lượng tức thời.
Một trong những loại hexose phổ biến nhất là glucose, đóng vai trò cơ bản trong quá trình chuyển hóa năng lượng của tế bào. Glucose là nguồn năng lượng chính cho não và cơ, đồng thời rất cần thiết cho hoạt động bình thường của cơ thể.
Bên cạnh glucose, một hexogen quan trọng khác là fructose, có trong trái cây và mật ong. Fructose ngọt hơn glucose và được sử dụng làm chất tạo ngọt trong nhiều sản phẩm. Fructose cũng được cơ thể hấp thụ nhanh chóng, cung cấp năng lượng hiệu quả.
Hexose cũng có thể được tìm thấy trong các dẫn xuất của các monosaccharide khác, chẳng hạn như galactose, một thành phần của sữa. Galactose được chuyển hóa thành glucose trong gan và cũng được cơ thể sử dụng làm nguồn năng lượng.
Chúng đóng vai trò cơ bản trong quá trình trao đổi chất và có trong nhiều loại thực phẩm, khiến chúng trở nên quan trọng đối với chế độ ăn uống cân bằng và lành mạnh.
Chức năng hữu cơ của monosaccharide: chúng là gì và những đặc điểm chính của chúng.
Monosaccharide là carbohydrate đơn giản được cấu tạo từ một phân tử đường duy nhất. Chúng thực hiện nhiều chức năng hữu cơ khác nhau trong cơ thể và rất cần thiết cho hoạt động bình thường. Trong số các monosaccharide chính, hexosa, có sáu nguyên tử cacbon trong cấu trúc của nó.
Hexose là một nhóm monosaccharide rất quan trọng, hiện diện dưới nhiều dạng khác nhau trong cơ thể sống. Glucose và fructose là những ví dụ về hexose phổ biến trong tự nhiên. Glucose là nguồn năng lượng chính cho tế bào, trong khi fructose có trong trái cây và mật ong, là nguồn quan trọng tạo nên vị ngọt.
Ngoài chức năng năng lượng, hexose còn có thể được sử dụng trong quá trình tổng hợp các phân tử hữu cơ khác, chẳng hạn như lipid và protein. Chúng tham gia tích cực vào quá trình chuyển hóa tế bào, cung cấp năng lượng và chất nền cho nhiều con đường chuyển hóa khác nhau.
Hexose có thể trải qua một số sửa đổi trong nhóm chức năng của chúng, tạo ra các dẫn xuất với những đặc tính riêng. Ví dụ, galactose là một dẫn xuất của glucose đóng vai trò cơ bản trong quá trình hình thành glycoprotein và glycolipid có trong màng tế bào.
Các dẫn xuất của chúng cũng rất cần thiết cho nhiều hoạt động sinh học khác nhau, chứng minh tầm quan trọng của những hợp chất này đối với sinh lý của các sinh vật sống.
Các loại monosaccharide: họ và nhóm hóa học riêng biệt.
Monosaccharide là carbohydrate đơn giản được cấu tạo từ một phân tử đường duy nhất. Có nhiều loại monosaccharide khác nhau, có thể được phân loại thành nhiều họ khác nhau tùy theo nhóm hóa học riêng biệt của chúng. Một trong những loại monosaccharide phổ biến nhất là hexosa, có sáu nguyên tử cacbon trong cấu trúc phân tử của nó.
Hexose được tìm thấy trong nhiều loại thực phẩm, chẳng hạn như trái cây, mật ong và một số loại rau. Chúng đóng vai trò cơ bản trong quá trình chuyển hóa năng lượng của cơ thể, cung cấp nguồn năng lượng quan trọng cho tế bào. Hơn nữa, hexose cũng tham gia vào quá trình tổng hợp glycoprotein, glycolipid và axit nucleic.
Một số ví dụ về hexose bao gồm glucose, fructose và galactose. Glucose là nhiên liệu chính cho tế bào và rất cần thiết cho chức năng não bộ và cơ bắp. Fructose là loại đường tự nhiên có trong trái cây, trong khi galactose có trong sữa và các sản phẩm từ sữa.
Ngoài hexasaccarit, còn có các loại monosaccarit khác, chẳng hạn như ngũ hành và bộ baMỗi loại có những đặc điểm và chức năng riêng trong cơ thể. Tuy nhiên, hexose là loại phổ biến và được biết đến rộng rãi nhất, đóng vai trò thiết yếu trong dinh dưỡng và quá trình trao đổi chất của con người.
Phân loại monosaccharide theo nhóm chức có trong phân tử của chúng.
Monosaccharide có thể được phân loại theo nhóm chức năng có trong phân tử của chúng. Có ba nhóm chức năng chính: andehit, ketone e rượu.
Monosaccharides có nhóm chức năng anđehit được gọi là aldoses (thuốc giảm đau), trong khi những người có nhóm chức năng cetona được gọi là ketoses. Monosaccharides có nhóm chức năng rượu được gọi là polyol.
Hexosa: đặc điểm, chức năng, dẫn xuất
As lục giác là một loại monosaccharide có sáu nguyên tử carbon trong phân tử. Chúng đóng vai trò cơ bản trong quá trình chuyển hóa năng lượng của tế bào, là nguồn năng lượng quan trọng cho cơ thể.
Ngoài vai trò là nguồn năng lượng, hexose còn đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành các cấu trúc tế bào, chẳng hạn như thành tế bào thực vật. Chúng cũng tham gia vào quá trình truyền tín hiệu tế bào và giao tiếp giữa các tế bào.
Hexose có thể được tìm thấy trong nhiều loại thực phẩm, chẳng hạn như trái cây, mật ong và xi-rô. Chúng cũng có thể được chiết xuất để sản xuất các hợp chất khác, chẳng hạn như axit ascorbic (vitamin C) và axit hyaluronic, rất quan trọng cho sức khỏe và chức năng của cơ thể.
Hexosa: đặc điểm, chức năng, dẫn xuất
Uma hexose là một loại carbohydrate có sáu nguyên tử cacbon và có công thức thực nghiệm là C 6 H 12 O 6 . Carbohydrate hoặc saccharides (từ tiếng Hy Lạp sakcharon = đường) là polyhydroxy aldehyde hoặc polyhydroxy ketone.
Trong tự nhiên, monosaccharide phổ biến nhất là glucose, một loại đường sáu cacbon, còn được gọi là dextrose. Quá trình sinh tổng hợp glucose diễn ra từ carbon dioxide và nước thông qua quá trình quang hợp.
Ở thực vật, glucose là quá trình tổng hợp cellulose, một polysaccharide cấu trúc, và tinh bột, một polysaccharide dự trữ. Ở sinh vật dị dưỡng, quá trình oxy hóa glucose là con đường chuyển hóa trung tâm để sản xuất năng lượng.
Caracteristicas
Hexose có thể có hai loại: 1) aldose (hoặc aldohexose), trong đó carbon 1 (C-1) là chức năng của anđehit; hoặc 2) ketose (hoặc aldoketose) trong đó carbon 2 (C-2) là chức năng của ketose. Các carbon còn lại là ancol bậc hai hoặc bậc một.
Trong aldohexose, tất cả các nguyên tử cacbon đều có tính bất đối xứng, ngoại trừ cacbon 1 (C-1) và cacbon 6 (C-6), nghĩa là chúng có bốn trung tâm bất đối xứng. Trong ketohexose, có ba trung tâm bất đối xứng: C-3, C-4 và C-5.
Trong tự nhiên, các loại đường như hexose có cấu hình L ít phổ biến hơn các loại đường có cấu hình D.
Chức năng aldehyde hoặc keto của hexose phản ứng với nhóm hydroxyl bậc hai trong một phản ứng nội phân tử để tạo thành hemiacetal hoặc hemiketal vòng. Đường vòng có sáu thành phần là pyranoses, và đường vòng có năm thành phần là furanoses.
Trong đường vòng, cacbon cacbonyl của nhóm aldehyde và keto trở thành một trung tâm chiral mới, được gọi là cacbon anomeric. Cacbon này có thể được cấu hình ở cấu hình alpha hoặc beta, tạo ra hai anome.
Hexose có các dạng cấu hình khác nhau
Sáu nguyên tử tạo nên pyranose không nằm phẳng, mà có hai cấu hình dạng ghế, trong đó các nhóm thế cồng kềnh chiếm giữ: a) vị trí xích đạo hoặc b) vị trí trục. Các cấu hình này có thể chuyển đổi lẫn nhau mà không phá vỡ liên kết cộng hóa trị.
Tương tác lập thể giữa các nhóm thế vòng ảnh hưởng đến độ ổn định tương đối của các cấu hình này. Do đó, cấu hình ổn định nhất là cấu hình mà nhóm lớn nhất nằm ở vị trí xích đạo.
Khả năng phản ứng hóa học của một nhóm nhất định bị ảnh hưởng bởi vị trí cấu hình của nó. Ví dụ, nhóm hydroxyl (-OH), khi ở vị trí xích đạo, dễ bị este hóa hơn so với khi ở vị trí trục.
O β -D-glucose, một aldohexose, có tất cả các nhóm thế ở vị trí xích đạo, khiến nó dễ bị este hóa hơn. Phản ứng này rất quan trọng đối với sự hình thành liên kết cộng hóa trị giữa các loại đường. Điều này có thể giải thích tại sao β -D-glucose là loại đường có nhiều nhất trong tự nhiên.
Hexose có thể tạo thành liên kết glycosidic
Các đơn vị monosaccharide, chẳng hạn như hexose, có thể được liên kết cộng hóa trị bằng liên kết O-glycosidic hình thành khi cacbon anomeric của một phân tử đường phản ứng với nhóm hydroxyl của một phân tử đường khác. Kết quả của phản ứng này là sự hình thành acetal từ hemiacetal.
Một ví dụ là phản ứng của cacbon anomeric C-1 của α-D-glucopyranoside với nhóm hydroxyl C-4 của một β -D-glucopyranoside. Dạng α -D-glucopyranosyl- (1®4) -D-glucopyranoside.
Phản ứng hình thành liên kết glycosidic liên quan đến việc loại bỏ một phân tử nước, được gọi là phản ứng ngưng tụ. Phản ứng ngược lại là thủy phân và phá vỡ liên kết glycosidic.
Phản ứng hexose và khử oxit
Đường mà nguyên tử cacbon anomeric chưa hình thành liên kết glycosidic được gọi là đường khử. Tất cả các monosaccharide, chẳng hạn như hexose của glucose, mannose và galactose, đều là đường khử. Điều này là do aldose hoặc ketose có thể nhường electron, hoặc khử, cho chất oxy hóa.
Một thử nghiệm đường khử cổ điển được thực hiện với thuốc thử Fehling (hoặc Benedict) và thuốc thử Tollens. Ví dụ, đường khử có thể khử Ag + có trong dung dịch amoni (thuốc thử Tollens). Phản ứng này tạo ra bạc kim loại ở đáy bình nơi phản ứng xảy ra.
Thông qua phản ứng được xúc tác bởi enzyme glucose oxidase, cacbon anomeric của D-glucose bị oxy hóa, mất một cặp electron, và oxy bị khử, nhận một cặp electron. Phản ứng này tạo ra hai sản phẩm: D-glucono- d – lacton và hydrogen peroxide.
Hiện nay, nồng độ glucose trong máu được xác định bằng xét nghiệm sử dụng glucose oxidase và peroxidase. Enzyme peroxidase xúc tác phản ứng oxy hóa khử.
Cơ chất của peroxidase là hydrogen peroxide và một chất sinh màu bị oxy hóa. Phản ứng này có thể được định lượng bằng máy quang phổ.
Các dẫn xuất hexose
Có nhiều dẫn xuất hexose mà nhóm hydroxyl của chúng được thay thế bằng một nhóm thế khác. Ví dụ, nhóm hydroxyl C-2 của glucose, galactose và mannose được thay thế bằng một nhóm amino, tạo thành glucosamine, galactosamine và mannosamine tương ứng.
Nhóm amin thường ngưng tụ với axit axetic, tạo thành N-acetylglucosamine. Dẫn xuất glucosamine này được tìm thấy trong thành tế bào vi khuẩn.
Một dẫn xuất của N-acetylmannosamine là axit N-acetylneuraminic, còn được gọi là axit sialic. Axit sialic có trong glycoprotein và glycolipid trên bề mặt tế bào, đóng vai trò trong quá trình nhận diện tế bào.
Quá trình oxy hóa đặc hiệu nhóm ancol bậc một, C-6, của aldohexose (glucose, galactose và mannose) tạo ra axit uronic. Các sản phẩm này là axit D-glucuronic, axit D-galacturonic và axit D-mannuronic, được tìm thấy trong nhiều loại polysaccharide.
Axit uronic có thể trải qua quá trình este hóa nội phân tử, tạo thành lacton năm hoặc sáu nguyên tử. Ví dụ, axit ascorbic (vitamin C) được tổng hợp bởi thực vật.
Thay thế nhóm hydroxyl (-OH) bằng một nguyên tử hydro ở vị trí C-6 của L-galactose hoặc L-mannose sẽ tạo ra L-fucose hoặc L-rhamnose. L-fucose có trong glycoprotein và glycolipid. L-rhamnose có trong polysaccharide ở thực vật.
Các hexose phổ biến nhất trong tự nhiên và chức năng của chúng
Glucose
Ký hiệu: Glc. Nó là một aldohexose hoặc glucohexose. Đồng phân quang học D-glucose (ký hiệu D-Glu) phổ biến hơn đồng phân quang học L-Glc. D-Glc có trong thực vật, mật ong, nho và máu động vật. Nó là nguồn năng lượng cho sinh vật sống. Nó đóng vai trò là tiền chất cho quá trình tổng hợp glycogen, cellulose, tinh bột và lactose.
frutose
Ký hiệu: Fru. Nó là một ketohexose hoặc fructohexose. Đồng phân quang học của D-fructose thường được gọi là fructose. Loại đường này được tìm thấy trong các loại trái cây, mật ong và tinh dịch.
galactose
Ký hiệu Gal. Nó là một aldohexose hoặc galatohexose. D-galactose phổ biến hơn L-galactose. D-galactose là đường não, hay đường não. Nó hiếm khi ở dạng tự do. Nó thường được tìm thấy trong thực vật, động vật và vi sinh vật dưới dạng oligosaccharide và polysaccharide.
manose
Ký hiệu: Man. Nó là một aldohexose hoặc mannohexose. Dạng D-mannose được phân bố rộng rãi trong manna và hemicellulose. Nó được tìm thấy dưới dạng oligosaccharide liên kết N trong glycoprotein, tạo thành các nhánh.
rhamnose
Ký hiệu: Rha. Đây là một aldohexose có trong glycoside thực vật, polysaccharides dạng keo và chất nhầy, cũng như trong thành tế bào thực vật và flavonoid.
Người giới thiệu
- Cui, SW 2005. Carbohydrate trong chế độ ăn uống: hóa học, tính chất vật lý và ứng dụng. CRC Press, Boca Raton.
- Nelson, DL, Cox, MM 2017. Nguyên lý sinh hóa của Lehninger. WH Freeman, New York.
- Rastall, RA 2010. Oligosaccharide chức năng: ứng dụng và sản xuất. Tạp chí Khoa học và Công nghệ Thực phẩm Hàng năm, 1, 305–339.
- Sinnott, M. L. 2007. Cấu trúc và cơ chế của hóa học và sinh hóa carbohydrate. Hội Hóa học Hoàng gia, Cambridge.
- Stick, RV, Williams, SJ 2009. Carbohydrate: các phân tử thiết yếu của sự sống. Elsevier, Amsterdam.
- Tomasik, P. 2004. Tính chất hóa học và chức năng của sacarit thực phẩm. CRC Press, Boca Raton.
- Voet, D., Voet, J.G., Pratt, C.W. 2008. Cơ sở của hóa sinh – sự sống ở cấp độ phân tử. Wiley, Hoboken.