Caratteristiche, struttura, funzioni di trehalosa

IL Trehalosa È un disaccaride formato da due α-D-glucosio che si trova in molti insetti, funghi e microrganismi, ma non può essere sintetizzato dai vertebrati. Come il saccarosio, è un disaccaride non riducente e che può formare cristalli semplici.

Il trehalosa è un carboidrato con poca potenza dolcificante, molto solubile in acqua e usato come fonte di energia e per la formazione di esoscheletro di chitina in molti insetti. Fa parte delle membrane cellulari di diversi insetti e microrganismi, che lo sintetizzano.

Rappresentazione di Haworth per il Trehalosa (fonte: Fvasconcellos 18:56, 17 aprile 2007 (UTC) [dominio pubblico] via Wikimedia Commons)

È usato nell'industria alimentare come stabilizzatore e idratante. È presente nel succo di canna da zucchero come prodotto formato dopo il taglio della canna ed è particolarmente stabile al riscaldamento e all'ambiente acido.

Nell'intestino umano, a causa dell'enzima trahalasi (presente nei villi dell'intestino tenue), la trealosio si decompone nel glucosio, che viene assorbito insieme al sodio. L'assenza di trehalasi produce intolleranza ai funghi.

[TOC]

Caratteristiche e struttura

Il Trehalosa fu descritto per la prima volta da Wiggers nel 1832 come uno zucchero sconosciuto presente nel "Cornez del Centeno" (Claviceps purpurea), un fungo velenoso.

Successivamente, Berthelot l'ha trovata nei Capulos di uno scarabeo chiamato Larinus maculata, comunemente chiamato Trehala. Da lì ha origine il nome di Trehalosa.

Il trealosio (α-D-glucopiranosil α-D-glucopiranoside) è un disaccaride non riducente in cui si uniscono due residui D-glicosio, uno tra loro, attraverso un idrogeno anomerico. Il trehalosa è ampiamente distribuito in piante, lieviti, insetti, funghi e batteri, ma non si trova nei vertebrati.

Può servirti: aldosterone: funzioni, sintesi, meccanismo d'azione

La chitina dell'esoscheletro degli insetti è formata da UDP-N-acetil-glucosamina mediante l'azione di una glicosiltransferasi chiamata rimozione di syntetata. Negli insetti, l'UDP-N-acetil-glucosamina viene sintetizzato dal trealosio.

Biosintesi

Esistono cinque strade principali per la biosintesi della trehalosa, di cui tre sono le più comuni.

Il primo è stato descritto nei lieviti e coinvolge la condensazione di UDP-glucosio e glucosio 6-fosfato da parte del fosfato di glicosiltransferasi trealosio a 6 sinteti.

La seconda via è stata descritta per la prima volta nella specie del genere Pimelobacter e implica la trasformazione del maltosio in un trehalosa, una reazione catalizzata dall'enzima sintetasi, una transglucosidasi.

La terza via è stata descritta in diversi generi procariotici e implica l'isomerizzazione e l'idrolisi del residuo terminale di maltosio di un malto-oligosaccaride a causa dell'azione di una serie di enzimi per produrre trehalosa.

Mentre la maggior parte degli organismi usa solo uno di questi percorsi per la formazione di trehalosa, micobatteri e corinebacteria usano i tre modi per la sintesi di trehalosa.

Il trealosio è idrolizzato da una glucóside idrolasi chiamata trehalasi. Mentre i vertebrati non sintetizzano la trehalosa, si ottiene nell'intestino quando ingerito e viene idrolizzato dalla treaslasi.

Industrialmente, il trealosio viene sintetizzato enzimaticamente da un substrato di amido di mais con l'enzima malto-oligosil-trothalosio Arthrobacter Ramosus.

Funzioni

Sono state descritte tre funzioni biologiche fondamentali per il trehalosa.

1- come fonte di carbonio ed energia.

2- come protezione da stress (siccità, salinizzazione del suolo, calore e stress ossidativo).

Può servirti: colorazione negativa

3- come molecola di segnale o regolamentazione del metabolismo delle piante.

Rispetto ad altri zuccheri, Trehalosa ha un'abilità molto maggiore per stabilizzare membrane e proteine ​​contro la disidratazione. Inoltre, il trehalosa protegge le cellule dallo stress ossidativo e calorico.

Alcuni organismi possono sopravvivere anche quando hanno perso fino al 90% del loro contenuto d'acqua e questa capacità, in molti casi, è correlata alla produzione di grandi quantità di trehalosa.

Ad esempio, sotto lenta disidratazione, il nematode APHENCHUS AVENAE Converte più del 20% del suo peso secco e la sua sopravvivenza è correlata alla sintesi di questo zucchero.

La capacità di Trehalosa di fungere da protettore del bilay lipidico. Ciò impedisce la fusione e la separazione delle fasi membranali e, quindi, evita la sua rottura e disintegrazione.

La conformazione strutturale dell'Almeja trehalosa (Bivalvo), formata da due anelli di zucchero di fronte all'altro, consente di proteggere le proteine ​​e l'attività di molti enzimi. Trehalosa è in grado di formare strutture vitree non cristalline in condizioni di disidratazione.

Essendo un disaccaride significativo ampiamente distribuito, fa anche parte della struttura di molti oligosaccaridi presenti nelle piante e animali invertebrati.

È il principale carboidrato dell'emolinfina di insetti e viene rapidamente consumato in attività intense come il volo.

Funzioni nel settore

Nell'industria alimentare viene utilizzato come agente stabilizzante e idratante, essendo possibile trovarlo in bevande lattiero -casearie aromatizzate, tè freddo, prodotti trasformati a base di pesci o prodotti in polvere. Ha anche applicazioni nel settore farmaceutico.

Può servirti: biomateriali

Viene utilizzato per proteggere gli alimenti congelati e, essendo stabile alle variazioni di temperatura, per evitare il cambiamento di colore scuro dalle bevande. Viene anche usato per sopprimere gli odori.

Grazie alla sua grande potenza idratante e alla funzione protettiva proteica, è incluso in molti prodotti destinati alla cura della pelle e dei capelli.

Industrialmente viene anche usato come dolcificante in sostituzione dello zucchero in dolci e panetterie, cioccolato e bevande alcoliche.

Funzioni biologiche sperimentali

Negli animali sperimentali, alcuni studi hanno dimostrato che il trehalosa è in grado di attivare un gene (Aloxe 3) che migliora la sensibilità all'insulina, riduce il glucosio epatico e aumenta il metabolismo dei grassi. Queste indagini sembrano promettenti in futuro per il trattamento dell'obesità, del fegato grasso e del diabete di tipo II.

Altri lavori hanno mostrato alcuni benefici dell'uso di trehalosa negli animali da esperimento, come l'aumento dell'attività dei macrofagi per ridurre le piastre terrificanti e quindi "pulire le arterie".

Questi dati sono molto importanti, poiché consentiranno, in futuro, influenzare efficacemente la prevenzione di alcune malattie cardiovascolari molto frequenti.

Riferimenti

1. Crowe, J., Crowe, l., & Chapman, D. (1984). Preservazione delle membrane negli organismi anidrobiotici: il ruolo del trealosio. Scienza, 223(4637), 701-703.
2. Elbein, a., Pane e., Pasusazak, io., & Carroll, D. (2003). Nuove intuizioni su trealosio: molecola multifunzionale. Glicobiologia, 13(4), 17-27.
3. Finch, p. (1999). Carboidrati: strutture, sintesi e dinamiche. Londra, Regno Unito: Springer-Science+Business Media, B.V.
4. Stick, r. (2001). Carboidrati. Le dolci molecole della vita. Academic Press.
5. Stick, r., & Williams, s. (2009). Carboidrati: le molecole essenziali della vita (2nd ed.). Elsevier.