오탄당은 다섯 탄소수 단당류와 함께 실험식 C 5 H 10 O 5 . 다른 단당류와 마찬가지로 펜 토스는 알 도스 (알데히드 그룹이있는 경우) 또는 케토 오스 (케톤 그룹이있는 경우)가 될 수있는 다가 당입니다.
혈관 동물과 식물에서 포도당의 대사 목적지 중 하나는 5 탄당 인산을 통한 산화로 DNA의 일부를 형성하는 5 탄당 인 리보스 5- 인산을 생성하는 것입니다.
출처 : NEUROtiker
다른 경로는 포도당 (이성화 효소, 키나제 및 에피 머라 제의 작용을 통해)을 구조적 기능을 가진 5 탄당 자일 룰 로스 및 아라비 노스로 변환합니다. 미생물에 의한 발효는 생명 공학에서 중요합니다.
형질
펜 토스를 포함한 모든 단당류에서 펜 토스 (C-4)의 카르 보닐 탄소에서 가장 먼 키랄 중심의 절대 배열은 D- 글리 세르 알데히드 또는 L- 글리 세르 알데히드의 것일 수 있습니다. 이것은 5 탄당이 D 또는 L 거울상 이성질체인지를 결정합니다.
알도 펜 토스에는 3 개의 키랄 중심 (C-2, C-3, C-4)이있는 반면, 케 토스에는 2 개의 키랄 중심 (C-3, C-4)이 있습니다.
본질적으로 D 배열의 펜 토스는 L 배열의 펜 토스보다 풍부하며 D 배열의 알도 펜 토스는 아라비 노스, 릭 소스, 리보스 및 자일 로스입니다. D 구성의 케 토펜 토스는 리 불로 스와 자일 룰 로스입니다.
펜 토스는 알데히드 또는 케톤 기능의 카르 보닐 탄소와 분자 내 반응에서 2 차 히드 록 실기와 반응하여 고리 화되어 고리 형 헤미 아세탈 또는 헤미 케탈을 형성 할 수 있습니다. Pentoses는 pyranous 또는 furanose를 형성 할 수 있습니다.
모든 알 도스에서와 같이 알도 펜 토스의 알데히드기는 산화되어 카르복실기로 전환 될 수있다. 형성된 생성물을 알도 닌산이라고합니다. 이 모노 카르 복실 산은 1 차 알코올 인 탄소 6에서 발생하는 2 차 산화를 거쳐 알다 릭산이라고하는 디카 르 복실 산으로 전환됩니다.
구조적 구성 요소로서의 펜 토스
셀룰로스와 리그닌의 구성을 분석 한 결과 두 물질이 모두 6 탄당과 펜 토스로 구성되어 있으며, 헥 소스는 펜 토스보다 동일하거나 더 풍부합니다 (최대 2 배 이상).
셀룰로오스와 헤미셀룰로오스는 식물 세포의 세포벽에서 발견됩니다. 결정질 셀룰로오스 마이크로 피 브릴은 리그닌 매트릭스에 묻혀있는 무정형 헤미셀룰로오스를 둘러싸고 있습니다. 셀룰로오스는 주로 포도당과 cellobiose, celotriose 및 celotetraose와 같은 기타 당으로 구성됩니다.
Hemicellulose는 hexoses, D-glucose, D-galactose 및 D-mannose 및 pentoses, 주로 D-xylose 및 D-arabinose로 구성된 짧은 분 지형 헤테로 다당류입니다.
리그 노 셀룰로스 잔기에서 자일 로스의 비율은 아라비 노스의 비율보다 큽니다. 펜 토스는 전체 당의 40 %를 차지합니다 (헥 소스 + 펜 토스). 나무의 종류는 자일란이 가진 대체물에 의해 구별됩니다.
헤미셀룰로오스는 그것이 가지고있는 설탕 잔류 물에 따라 분류됩니다. 헤미셀룰로오스의 유형과 양은 식물, 조직 유형, 성장 단계 및 생리적 조건에 따라 크게 다릅니다. D-xylan은 낙엽수와 침엽수에서 가장 풍부한 오탄당입니다.
오탄당 생합성
자연에서 가장 풍부한 펜 토스는 D- 자일 로스, L- 아라비 노스 및 D- 리보스와 펜티 톨 D- 아라비 놀 및 리비 톨입니다. 다른 펜 토스는 매우 드물거나 존재하지 않습니다.
식물에서 캘빈 회로는 D- 포도당 -6- 인산으로 변형 될 수있는 D- 과당 -6- 인산과 같은 인산화 된 당의 공급원입니다. phosphoglucomutase는 D-glucose-6-phosphate에서 D-glucose-1-phosphate 로의 상호 전환을 촉매합니다.
효소 UDP- 글루코스 포스 포 릴라 제는 우리 딘-트리 포스페이트 (UTP) 및 D- 글루코스 -1- 포스페이트로부터 UDP- 글루코오스의 형성을 촉매한다. 뒤 따르는 반응은 NAD + 가 UDP-glucuronate로 변환되는 UDP-glucose로부터 전자를 받아들이 는 산화물 환원으로 구성됩니다 . 후자는 탈 카르 복 실화를 거쳐 UDP- 자일 로스로 전환됩니다.
UDP- 아라비 노스 4- 에피 머라 제는 UDP- 자일 로스에서 UDP- 아라비 노스로의 전환을 촉매하여 가역적 반응입니다. UDP- 당 (UDP- 자일 로스 및 UDP- 아라비 노스) 모두 헤미셀룰로오스 생합성에 사용될 수 있습니다.
캘빈 회로는 또한 리보스 5- 인산, 알 도스, 리불 로스 5- 인산 또는 이산화탄소를 결합하는 케토시스와 같은 5 탄당 인산을 생성합니다.
Escherichia coli에서 L-arabinose는 L-arabinose isomerase에 의해 L-ribulose로 전환됩니다. 그런 다음 L- 리 불로 스는 먼저 L- 리불 로스 5- 포스페이트로 변환 된 다음 L- 리불 로스 5- 포스페이트 에피 머라 아제와 L- 리불 로스의 작용에 의해 D- 자일 룰 로스 5- 포스페이트로 변환됩니다.
에탄올 생산을위한 펜 토스 발효
에탄올은 발효와 화학 합성에 의해 상업적으로 생산됩니다. 발효에 의한 에탄올 생산은 미생물이 에너지 원으로 육탄 당과 펜 토스를 사용해야합니다. 두 당이 다량으로 존재하면 펜 토스에서 에탄올을 얻는 것이 더 큽니다.
효모, 사상균, 박테리아와 같은 많은 유기체는 28 ° C ~ 65 ° C의 온도와 pH 2 ~ 8의 온도에서 자일 로스와 아라비 노스를 발효시켜 알코올을 생성 할 수 있습니다.
Candida sp. 그들은 주 발효 산물 인 에탄올 인 D- 자일 로스에서만 성장할 수 있습니다. 자일 로스를 에탄올로 가장 잘 발효시키는 효모는 Brettanomyces sp., Candida sp., Hansenula sp., Kluyveromyces sp., Pachysolen sp. 및 Saccharomices sp.
사상균 인 Fusarium oxysporum은 포도당을 에탄올로 발효시켜 이산화탄소를 생성합니다. 이 곰팡이는 또한 D- 자일 로스를 에탄올로 전환 할 수 있습니다. 그러나 D- 자일 로스 발효 능력이 더 큰 다른 곰팡이가 있습니다. 여기에는 Mucor sp. 및 Neurospora crassa.
많은 박테리아가 헤미셀룰로오스를 에너지 원으로 사용할 수 있지만 당의 발효는 에탄올 외에도 유기산, 케톤 및 가스와 같은 다른 물질을 생성합니다.
가장 일반적인 펜 토스 : 구조와 기능
리보스
리브 기호. 알도 펜 토스이고 D- 리보스 거울상 이성질체가 L- 리보스보다 더 풍부합니다. 물에 용해 됨. 오탄당 인산 경로의 대사 산물입니다. Ribose는 RNA의 일부입니다. Deoxyribose는 DNA의 일부입니다.
아라비 노스
아라 기호. 알도 펜 토스이고, L- 아라비 노스 거울상 이성질체는 D- 아라비 노스보다 더 풍부합니다. Arabinose는 식물 세포벽의 일부입니다.
목당
Xyl 기호. 알도 펜 토스이고, D- 자일 로스 거울상 이성질체는 L- 자일 로스보다 더 풍부합니다. 그것은 식물의 세포벽에 존재하며 많은 종류의 나무에 풍부합니다. 목화 씨앗의 껍질과 피칸 껍질에도 존재합니다.
Ribulose
문지르 다 기호. 그것은 케토시스이며, D- 리불 로스 거울상 이성질체는 L- 리불 로스보다 더 풍부합니다. 오탄당 인산 경로의 대사 산물이며 식물과 동물에 존재합니다.
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