Glucose

Le glucose (CGL), un monosaccharide (ou sucre simple de de ), est un hydrate de carbone important dans la biologie . La cellule vivante l'emploie comme source d'énergie et intermédiaire métabolique. Le glucose est l'un des produits principaux de la photosynthèse et commence la respiration cellulaire dans les Prokaryotes et les Eukaryotes . Le nom vient des glykys grecs (γλυκύς de de mot du d'EL), qui signifie le " ; sweet" ; , plus le " de suffixe ; - ose" ; ce qui dénote un sucre .

Deux stéréoisomères des sucres de l'aldohéxose sont connus comme glucose, seulement un dont (D-glucose) est biologiquement actif. Cette forme (D-glucose) désigné souvent sous le nom du monohydrate de dextrose de , ou, particulièrement dans l'industrie alimentaire, simplement du dextrose (de glucose dextrogyre de ). Cet article traite le D-form du glucose. La miroir-image de la molécule, L-glucose, ne peut pas être métabolisée par des cellules dans le processus biochimique connu sous le nom de glycolyse .

Le glucose est généralement disponible sous forme de substance blanche ou comme cristal plein. Il peut également généralement trouver comme soluté .

Structure

Le glucose (C₆H₁₂O₆) contient six atomes un de du carbone dont fait partie d'un groupe de l'aldéhyde et désigné donc sous le nom d'un aldohéxose . La molécule de glucose peut exister sous une ouvrir-chaîne (acyclique) et la forme (cyclique) d'anneau (dans l'équilibre), ce dernier étant le résultat d'une liaison covalente entre l'atome de l'aldéhyde C et le groupe de l'hydroxyle du C-5 pour former un hémi-acétal cyclique six-membered . Dans la solution de l'eau les deux formes sont dans l'équilibre, et au pH 7 la forme cyclique est prédominante. Comme l'anneau contient cinq atomes de carbone et un atome d'oxygène, qui ressemble à la structure du Pyran , la forme cyclique de glucose désigné également sous le nom du glucopyranose. En cet anneau, chaque carbone est lié à un groupe de côté d'hydroxyle excepté le cinquième atome, qui lie à un sixième atome de carbone en dehors de l'anneau, constituant un groupe de CH₂OH.

Isomères

Les sucres de l'aldohéxose ont 4 centres chiraux donner 2⁴ = 16 stéréoisomères . Ceux-ci sont coupés en deux groupes, L et D, avec des 8 sucres dans chacun. Le glucose est l'un de ces sucres, et L et D-glucose sont deux des stéréoisomères. Seulement 7 de ces derniers sont trouvés dans la matière organique, dont D-glucose (Glu), galactose (gallon) de de D- et mannose (homme) de de D- sont les plus importants. Ces huit isomères (glucose y compris lui-même) sont tout le Diastereoisomers par rapport à l'un l'autre et tous appartiennent au D-series .

Un centre asymétrique additionnel à C-1 (appelé le l'atome de carbone anomérique ) est créé quand le glucose cyclizes et deux structures d'anneau, appelé Anomers sont &mdash formé ; α de - β de glucose et de - glucose. Ces anomers diffèrent structurellement en ce qui concerne le positionnement relatif de leur groupe d'hydroxyle lié à C-1 et du groupe à C-6, qui se nomme le carbone de référence. Quand D-glucose est dessiné comme projection de Haworth de ou dans la conformation standard de chaise, le α désignation signifie que le groupe d'hydroxyle attaché à C-1 est transport placé au - le groupe de CH₂OH à C-5, alors que le moyen du β de il est cis. Une autre méthode populaire de distinguer le α de du β de est en observant au-dessous de si l'hydroxyle C-1 est ou au-dessus du plan de l'anneau, respectivement, mais cette méthode est une définition imprécise et peut échouer si l'anneau de glucose est dessiné upside-down ou dans une conformation alternative de chaise. Le α de et le β de forme l'interconvert au-dessus d'un calendrier des heures dans le soluté, à un rapport stable final du α de : 36:64 du β de , dans un appelé de processus Mutarotation de .

Rotamers

Dans la forme cyclique de glucose, la rotation peut se produire autour de l'angle de la torsion O6-C6-C5-O5, nommé le ω-angle, pour former trois conformations de rotamer suivant les indications du diagramme ci-dessous. En référence aux orientations du ω-angle et de l'angle O6-C6-C5-C4 les trois conformations décalées stables de rotamer se nomment le maladroit - le maladroit (gg), le maladroit de - le transport (GT) de et le transport - le maladroit (tg) de de . Pour le α méthylique de - D-glucopyranose à l'équilibre le rapport des molécules dans chaque conformation de rotamer est rapporté comme 57:38 : gg 5 : le GT : tg. Cette tendance pour que le ω-angle préfère adopter une conformation maladroite du est attribuée à l'effet maladroit .

Production< ! -- Cette section est liée du saké -->

Normal de

Le glucose est l'un des produits de la photosynthèse dans les usines et un certain

des Prokaryotes Chez les animaux et les mycètes, le glucose est le résultat de la dégradation du glycogène , un processus de connu sous le nom de Glycogenolysis . Aux usines le substrat de panne est l'amidon .

Chez les animaux, le glucose est synthétisé en foie et reins des intermédiaires de non-hydrate de carbone, telles que le pyruvate et le glycérol , par un processus connu sous le nom de gluconéogenèse .

Commercial

Le glucose est produit commercialement par l'intermédiaire de l'hydrolyse enzymatique du de l'amidon . Beaucoup de récoltes peuvent être employées comme source d'amidon. Le maïs , le riz , le blé , la pomme de terre , le manioc , la marante arundinacée , et le sagou tout de sont employés dans diverses régions du monde. Dans le Etats-Unis , la fécule de maïs (du maïs) est employé presque exclusivement. Ce processus enzymatique a deux étapes. Au cours de 1-2 heures près du °C 100, les enzymes hydrolysent l'amidon en plus petits hydrates de carbone contenant en moyenne - 10 unités de glucose chacune. Quelques variations sur ce processus chauffent brièvement le mélange d'amidon au °C 130 ou hotter une ou plusieurs fois. Ce traitement thermique améliore la solubilité de l'amidon dans l'eau, mais met l'enzyme, et l'enzyme fraîche doit être ajoutée au mélange après chaque chauffage.

Dans la deuxième étape, connue sous le nom de " ; saccharification" ; , l'amidon partiellement hydrolysé est complètement hydrolysé au glucose using l'enzyme de la glucoamylase de l'aspergille noir fongueux de du . Les états typiques de réaction sont le pH 4.5, °C 60, et une concentration en hydrate de carbone de 30&ndash ; 35% en poids. Dans ces conditions, l'amidon peut être converti en glucose au rendement de 96% après 1&ndash ; 4 jours. Plus haut des rendements peuvent encore être obtenus using des solutions plus diluées, mais cette approche exige de plus grands réacteurs et traiter un plus grand volume de l'eau, et n'est pas généralement économique. La solution de glucose en résultant est alors épurée par la filtration et concentrée dans un vaporisateur à multiple effet . Le d-glucose plein est alors produit par les cristallisations répétées

Fonction

Nous pouvons spéculer sur les raisons pour lesquelles un glucose, et un monosaccharide non différent tel que le fructose (FRU), est si employé couramment dans l'évolution, l'écosystème, et le métabolisme. Le glucose peut former du formaldéhyde dans des états abiotiques du , ainsi il a pu avoir bien été disponible aux systèmes biochimiques du primitif . Probablement plus importante pour la vie avancée est la basse tendance du glucose, par comparaison à d'autres sucres de hexose, pour réagir non-specifically avec les groupes aminés du de protéines que cette réaction ( Glycation ) réduit ou détruit la fonction de beaucoup d'enzymes l'à bas taux du glycation est dû à la préférence du glucose pour l'isomère cyclique moins réactif . Néanmoins, plusieurs des complications à long terme du diabète (par exemple, cécité de , de l'échec de rein , et de la neuropathie périphérique ) sont probablement dues au glycation des protéines ou des lipides. En revanche, enzyme - l'addition réglée du glucose aux protéines par le Glycosylation est souvent essentielle à leur fonction.

Comme source d'énergie

Le glucose est un carburant omniprésent dans la biologie . Il est employé comme source d'énergie dans la plupart des organizations, des bactéries aux humains. L'utilisation du glucose peut être par le la respiration anaérobie aérobie (fermentation de ou de de ). Les hydrates de carbone sont la source de corps humain d'énergie principale, par la respiration aérobie, fournissant approximativement 4 calories (17 Joules de d'énergie de nourriture de par gramme . La dégradation des hydrates de carbone (par exemple amidon ) rapporte mono et des disaccharides, plus dont est le glucose. Par la glycolyse et plus tard dans les réactions du cycle d'acide citrique (TCAC), le glucose est oxydé par pour former par la suite le CO₂ et l'eau , rapportant l'énergie, la plupart du temps sous forme de triphosphate d'adénosine . La réaction d'insuline, et d'autres mécanismes, règlent la concentration du glucose dans le sang. Un taux du sucre dans le sang de jeûne élevé est une indication des conditions prediabetic et diabétiques.

Le glucose est une source d'énergie primaire pour le cerveau, et par conséquent sa disponibilité influence des processus psychologiques. Quand le glucose est de bas, psychologiques processus exigeant l'effort mental (par exemple, sang-froid ) sont altérés.

Glucose dans la glycolyse

Comme précurseur

Le glucose est critique dans la production des protéines et dans le métabolisme des lipides . En outre, chez les plantes et la plupart des animaux, c'est un précurseur pour la production de la vitamine C (acide ascorbique) de . Il est modifié pour l'usage dans ces processus par la voie de glycolyse.

Le glucose est employé comme précurseur pour la synthèse de plusieurs substances importantes. amidon de solution d'amidon, cellulose , et glycogène (" de ; starch" animal ;) sont les polymères communs (polysaccharides de glucose de . Le lactose , le sucre prédominant de en lait, est un disaccharide du galactose de glucose. En sucrose , un autre disaccharide important , glucose de est joint au fructose. Ces processus de synthèse se fondent également sur la phosphorylation du glucose par la première étape de la glycolyse.

Sources et absorption

Tous les hydrates de carbone diététiques importants contiennent le glucose, en tant que leur seulement bloc constitutif, comme en amidon et glycogène , ou ainsi qu'un autre monosaccharide, comme en sucrose et lactose. En lumen du duodénum et du petit intestin, les oligo- et les polysaccharides sont décomposés aux monosaccharides par les glycosidases pancréatiques et intestinaux. Le glucose est alors transporté à travers la membrane apicale du Enterocytes par SLC5A1 , et plus tard à travers leur membrane basique par SLC2A2 . Une partie du glucose va orienter sur remplir de combustible les cellules du cerveau et les érythrocytes , alors que le repos fait sa manière au foie et aux muscles où il est stocké comme glycogène , et aux adipocytes , où elle peut être employée pour actionner les réactions qui synthétisent du glycogène des graisses est la source d'énergie auxiliaire du corps, tapée et convertie de nouveau dans le glucose quand il y a besoin d'énergie.

Voir également

Glucose de sang ou sucre de sang
HbA1c
DMF (combustible organique glucose-basé par potentiel)
Glycation
Glycosylation
Photosynthèse
Fructose

lycolysis

Random links: