2. HEKSOOSIT

Sokeriblogi
HEKSOOSIT
Päivitys
Heksoosit (Vertaa hexitoli cyklitoli)
Hexoses (and hexitol)
C-C-C-C-C-C
Sisältö:
hexoosit
Monosakkaridit
ALDO ja KETO heksoosit
Asiaa ALDOHEKSOOSEISTA
Mitä havaittiin vuonna 1926?
Kuva GLUKOOSIRENKAASTA
Kuva SELLULOOSASTA
Asiaa KETO-HEKSOOSEISTA
http://www.answers.com/topic/hexose
MUTAROTAATIO-ilmiöstä
GLYKOGEENI, varastosokerimuoto GLUKOOSISTA
Mitä sanotaan L-Glukoosi-muodosta?
(Vrt. HEXITOLI inositoli, fytiini)

• HEXOOSIT ovat kuuden hiilen monosakkarideja

Jos pienet sokerimolekyylit 3, 4, 5, 6, tai 7 hiilen sokerit ovat yksittäisenä molekyylinä, niita sanotaan MONOsakkarideiksi. Jos niitä on kaksi toiseensa liittyneenä, niitä sanotaan DI-sakkarideiksi. jos niitä on kolme peräkkäin, ne ovat TRI-sakkarideja ja jos niitä on enemmänkin jokin pienehkö määrä, niitä sanotaan OLIGO-sakkarideiksi. jos niitä on paljon peräkkäin ne ovat POLY-sakkarideja.

• MONOSAKKARIDEISSA

voi olla hiiliä siis kolme ( TRIOOSIT), neljä (TETROOSIT), viisi (PENTOOSIT(, kuusi (HEXOOSIT), seitsemän (SEDOHEPTULOOSIT).
Monenlaisia sokerikokoja voi ruoassa olla tiesi asian tai ei, mutta niillä on tietty valinta ruoansulatuksessa, osa niistä on vaikea muokata ja ne menevät pois kehosta kuiduissa tai aiheuttavat sulatusvaivoja. Mutta yleisimmin monosakkarideiksi asti sulavia talletetaan ja muokataan kohti GLUKOOSIA, joka on HEXOOSI, kuuden hiilen sokeri. C6H12O6.

• ALDO ja KETO HEKSOOSIT

Näissä hexooseissakin kuuden hiilen sokereissa, on joukko erilaisia avaruudellisia mahdollisuuksia esiintyä, eikä lainkaan kaikki ole heti glukooseja, joka voi nousta verensokeriksi.
Osa hexooseista sanotaan aldoheksooseiksi, koska niillä on -CHO pääte ( aldehydimuoto) C1 hiilessä. Osa niistä sanotaan ketohexooseiksi, koska niillä eräässä ketjun sisähiilessä ( C2 asemassa) ketoryhmä –C=O ( eikä alkoholinen -OH-ryhmä) . Näitä mainittuja reaktiivisia ryhmiä (aldo ja keto) sanotaan funktionaalisiksi ryhmiksi.

• Ensin asiaa ALDOHEKSOOSEISTA

Jos ajatellaan hexoosia C-C-C-C-C-C jolla on toisessa päässä (C6 asemassa) OH- ryhmä ja kaksi H atomia, ja toisessa (C1 asemassa) aldoryhmä, näkee että runko on asymmetrinen. Rungon sisällä on 4 hiiltä, jotka voivat valita, miten ne avaruudellisesti sijoittavat H ja –OH ryhmänsä. Sanotaan että nämä neljä hiiltä ovat jokainen ”chiraalinen keskus” ja jos nyt näiden neljän suhteen -H ja -OH ottavat kaikki mahdolliset avaruudelliset asemat, tulee aldoheksooseja 16 eri mahdollisuutta. Ne ovat keskenään stereoisomeerejä.
Näissä voidaan erottaa D- ja L- hexoosit. Tämä erottelu tehdään sen alkoholisen –OH ryhmän mukaan, joka on hiiliasemassa C5. Jos se on oikealle ( D, Dextro-muoto) tai jos se on vasemmalle L, Levo- muoto. Täten voidaan luetella kahdeksan D-aldoheksoosia, kun C1, C5 ja C6 ovat samassa asemassa ja C2, C3, ja C4 vaihtelevat asemaa.
D-Alloosi ( kaikki chiraalisten hiilien OH ryhmät ovat myös oikealle)
D-Altroosi (chiraalisen C2 hiilen OH ryhmä on vasemmalle) ( ei esiinny luonnossa)
D-Glukoosi ( chiraalisen C3-hiilen OH ryhmä on vasemmalle)
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/aa/D-glucose.png
D-Mannoosi (Chiraalisten C2 ja C3 hiilien OH ryhmät ovat vasemmalle)
D-Guloosi (Chiraalisen C4 hiilen OH ryhmä on vasemmalle)
D-Idoosi (Chiraalisten C2 ja C4 hiilten OH ryhmät ovat vasemmalle)
D-Galaktoosi (Chiraalisten C3 ja C4 hiilien OH ryhmät ovat vasemmalle)
D-Taloosi (Chiraalisten C2, C3 ja C4 hiilten OH ryhmät ovat vasemmalle)
Näistä D-isomeereistä esiintyy luonnossa kaikkia muita paitsi altroosia.
Englanniksi on jopa muistisääntö D-isomeereille. Sen on keksinyt Louis Fieser. “all altruists gladly make gum in gallon tanks”

L-altroosi on kuitenkin pystytty eristämään eräästä bakteerikannasta nimeltä Butyrivibrio fibrisolvens.
L- muodot saisi näistä D- muodoista siten että C5 asemasta ikäänkuin käännetään vivulla kaikki muodot peilikuvaksi siten, että C1 ja C6 ovat paikallaan ja chiraaliset asemat menevät peilikuvaksi. C5 aseman OH sojottaa silloin vasemmalle.
Ihmisen keho ottaa nopeasti talteen D-glukoosia ja D-galaktoosia insuliinin avulla. Mannoosi muokataan D-glukoosiksi.

• Mitä havaittiin vuonna 1926?

Siitä asti on tiedetty, että tällaiset 6 hiilen aldoosisokerit esiintyvät rengasmuodossa. ”syklisinä hemiasetaaleina”. Useimmissa sokereitten kuvissa esitetään sokeri rengasmuotonaan eikä suoraketjuisina.
Sokerin muodostamassa renkaassa on eräs jekku, kaksikin jekkua: Renkaaseen osallistuu happiatomi (-O-) ja heksoosin päätehiili C6 on sivuketjuna.
Tämä hemiasetaalimuoto kyllä sisältää saman määrän hiiliatomeja, mutta siinä muodostuu renkaan sulkeutuminen siten, että ykköshiili (C1), joka on symmetrinen, jos olisi avoin ketjumuoto, muuttuukin asymmetriseksi syklisessä sokeriversiossa, joka antaa muotoutumisvapautta. Samalla tämä merkitsee sitä, että sekä glukoosilla että mannoosilla voi olla kaksi syklistä muotoa liuoksessa. Näitten muotojen väliin tulee ekvilibrium, tasapaino avoimen ketjun muodon kesken, mutta avoimen ketjun muoto ei voi kristallisoitua. Täten kaksi syklistä muotoa erottuvat, kun sokeri kristalloituu. Nämä kaksi eri syklistä muotoa ovat alfa ja beeta.

D-glukoosi muodostaa alfakidettä, jonka spesifinen rotaatio on +112 astetta ja sulamispiste 146 C astetta ja beetakidetta, jonka spesifinen rotaatio on +19 astetta ja sulamispiste on 150 C astetta.

• Kuva GLUKOOSIRENKAASTA

Huomaa, että nyt voi C1 aseman OH ryhmä sojottaa tasosta alaspäin ( alfa) tai tasosta ylöspäin( beeta).
http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:Alpha-d-glucose.png
Tämä alfa ja beeta asema on olennainen silloin, kun jokin kasvisolu tai eläinsolu muodostaa polysakkarideja ja struktuurihiilihydraatteja. Entsyymit tuntevat stereospesifisesti näitä sokerirenkaitten välisiä sidoksia. Kasvit harrastavat puun rakenteissa sellaisia glukoosin välisiä sidoksia, joita vain harva luonnon entsyymi pystyy katkaisemaan (beeta-sidoksia). Sen sijaan ihminen voi sulattaa vain sellaisia tärkkelyksiä, joissa glukoosit ovat alfa-sidoksilla toisissaan. Ihminen ei tietystikään voi syödä suoraan puuta, vaikka puussa piilee glukoosia suunnattomat määrät. Ehkä joskus sitä voidaan tekniikan avulla valmistaa ihmisruoaksi kuka ties, jos on existentielli pakko. Maailmassa on paljon puuta.

• Kuva SELLULOOSASTA

Kuva selluloosan glukoosirenkaista, joissa on 1- hiilessä OH- ryhmälle beeta-asema
http://www.greenspirit.org.uk/resources/cellulose.gif

• Asiaa KETO-HEKSOOSEISTA

http://www.answers.com/topic/hexose
Näissä on ne kuusi hiiltä kuten muissakin heksooseissa, mutta C1 hiilen aldoryhmän sijasta niillä on ykköshiilessä vain tavallinen alkoholinen -OH ja vetyatomeja (2H).
Mutta 2-hiilessa on reaktiivinen ketoryhmä =O
Koska nyt niillä on vain 3 chiraalista C molekyyliä ketjun keskellä C3, C4 ja C5, niillä ei voi olla niin monta stereoisomeeriä kuten aldoheksooseilla.
Ketoheksooseilla on vain 8 eri stereoisomeeriä. Näissä tietysti voi teoriassa olla ne C5 aseman mukaan määräytyvät D- muodot tai L -muodot, peilikuvat.
Kumma kyllä vain D- muotoja esiintyy luonnossa ja ne ovat.
D-psicoosi,
D-fructoosi (C3 chiraalisessa hiilessä OH on vasemmalle)
D-sorboosi (C4 chiraalisessa hiilessä on OH vasemmalle)
D-tagatoosi (C3 ja C4 chiraalisissa hiilissä on OH ryhmät vasemmalle)
Vain näitä luonnollisia ketoheksooseja pystyy hiiva fermentoimaan.

Ihmisen keho imeyttää fruktoosia (hedelmäsokeria, levuloosia) jopa ilman insuliinin tarvetta. Fruktoosi aktivoidaan ja sopeutetaan ja johdetaan glukoosin yleiseen aineenvaihduntaan vasta solun sisällä.

• MUTAROTAATIO-ilmiö

Nämä funktionaaliset ryhmät aldo- ja keto-ryhmät ovat sellaisia, että ne voivat reagoida lähellä olevien hiilihydraattien OH- ( alkoholisten) ryhmien kanssa ja ne voivat täten muodostaa molekyylin sisäisiä hemiasetaaleja tai hemiketaaleja. Muodostuvat renkaat ovat pyraaneja tai pyranooseja. Tällainen rengas taas spontaanisti avautuu ja sulkeutuu, mikä sallii rotation tapahtuvan siinä sidoksessa, joka on karbonyyliryhmän ja naapurihiilen välillä ja tästä muodostuu niitä kahta eriävää konfiguraatiota alfa- ja beeta-. Tämä prosessi on nimeltään mutarotaatio.
Hexoosisokerit voivat muodostaa diheksooseja kondensaatioreaktiolla, jossa sanotaan muodostuvan glykosidinen sidos, esim. 1,6-glykosidinen sidos.

• GLYKOGEENI on varastosokerimuoto useista GLUKOOSI-molekyyleistä

IHMISKEHON entsyymit pystyvät solmimaan tällaisia glykosidisia sidoksia GLUKOOSI sokereitten väliin alfa-asemaan:
alfa 1,6 ja alfa1,4 sidoksia käytetään glykogeenissä ihmisen varastosokerin muodostamiseen. Ihmisen entsyymit voivat myös helposti purkaa näitä tarvittaessa ja muodostaa vapautuneista glukooseista jälleen verensokeria.
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/fe/Glykogen-schema.png
Huomaa alfa sidokset
http://www.elmar-schuerr.de/Images/Wiki/Diaet_Map/754px-Glykogen.svg.png

(Selluloossa on rakentunut beeta-sidosten välittämistä glukooseista).

• KATSO VIELÄ DL-Glukoosi-idea.

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/06/DL-Glucose.svg/361px-DL-Glucose.svg.png

(D ja L on kuin näitten khiraalisten molekyylien vipuvarsi muuttaen ne peilikuvaksi siten, että päätyhiilet ovat paikallaan).

Mitä sanotaan L-Glukoosi-muodosta?
http://www.answers.com/topic/glucose

Vain D-glukoosimuoto on aktiivi. Sen peilikuvamuotoa L-Glukoosia ei solut voi hyödyntää prosessissa, jonka nimi on glykolyysi.

D-glukoosimuotoa sanotaan myös dextroosiksi ja sitä käytetään ravintoteollisuudessa, se on dextrorotatorista glukoosia.

Glukoosi (glucose) sana tulee kreikasta glykys, makea –-oosi - pääte tarkottaa sokeria.

• (HEXITOLI

http://www.bmrb.wisc.edu/metabolomics/standards/myo_inositol/lit/myo_inositol.png

HEXOOSIEN YHTEYDESSÄ on hyvä mainita myös HEXITOLI, sellainen syklinen 6 hiilen sokerimolekyyli kuin myo-inositoli. Se on muodostunut siten, että kuusi hiiltä. muodostavat renkaan. ja jokaisesta hiilestä on yksi OH ryhmä. Se on siis polyalkoholi.

Ravinnossa suoleen tultuaan tämä inositoli kilpailee hexoosien kanssa soluun pääsystä. Inositoli voi kantaa useita fosfaattiryhmäiä rakenteessaan ( 1-6). . Keho ei pysty muodostamaan tuollaista kuuden hiilen perusrengasta, vaan näitä renkaita saadaan viljaruossa. Samat jyvät, jotka tuottavat tärkkelystä valmistavat myös inositolipolyfosfaatteja (IPx) Inositolilla ja glukoosilla ei ole mitään yhteistä aineenvaihdunnallista siltaa rakenteellisen eron takia. Glukoosi on energia aine, ja inositoli on taas erään energiajärjestelmän rakennuspalikka.
(Kirjoitan tästä aivan erikseen blogissani FYTIINI)

9.12.2008 17:02

http://cc.oulu.fi/~ssaarela/kemia.htm

http://www.biochemj.org/bj/360/0313/bj3600313.htm

Päivitys 5.6. 2010