PENTOSES: विशेषताओं, जैवसंश्लेषण, कार्य - जीवविज्ञान - 2025

Pentoses पाँच कार्बन होने मोनोसैक्राइड कर रहे हैं और साथ अनुभवजन्य सूत्र सी ₅ एच ₁₀ हे ₅ । अन्य मोनोसैकेराइड्स की तरह, पेन्टोस पॉलीहाइड्रिक शर्करा होते हैं जो अल्डोज़ (यदि उनके पास एल्डिहाइड समूह हो) या किटोस (यदि उनके पास किटोन समूह है) हो सकते हैं।

संवहनी जानवरों और पौधों में ग्लूकोज के लिए उपापचयी स्थलों में से एक है, रिबोस 5-फॉस्फेट का उत्पादन करने के लिए पेंटोस फॉस्फेट के माध्यम से ऑक्सीकरण होता है, एक पेंटोस जो डीएनए का हिस्सा बन जाएगा।

स्रोत: NEUROtiker

अन्य रास्ते ग्लूकोज को परिवर्तित करते हैं (आइसोमेरेस, किनेसेस और एपिमेरेज़ की क्रिया के माध्यम से) पैंटोस ज़ाइलुलोज़ और अरबिनोज़ में, जिनके संरचनात्मक कार्य हैं। जैव प्रौद्योगिकी में सूक्ष्मजीवों द्वारा इसकी किण्वन महत्वपूर्ण है।

विशेषताएँ

पेंटोस सहित सभी मोनोसैकेराइड में, कार्बोजल कार्बन से पेंटोस (सी -4) से चिरल केंद्र के पूर्ण विन्यास डी-ग्लिसराल्डिहाइड या एल-ग्लिसराल्डहाइड हो सकते हैं। यह निर्धारित करता है कि पंचक एक D या L enantiomer है या नहीं।

Aldopentoses में तीन चिरल केंद्र (C-2, C-3, C-4) हैं जबकि ketoses में दो चिरल केंद्र (C-3, C-4) हैं।

प्रकृति में, D कॉन्फ़िगरेशन के साथ pentoses L कॉन्फ़िगरेशन के साथ pentoses की तुलना में अधिक प्रचुर मात्रा में हैं। D कॉन्फ़िगरेशन वाले aldopentoses हैं: अरबीज़, लिक्सोज़, राइबोज़ और ज़ाइलोज़। डी कॉन्फ़िगरेशन के साथ केटोपेंटोज़ हैं: राइबुलोज़ और ज़ाइलुलोज़।

साइकलोज हेमिसिटैल्स या हेमीकेटल्स बनाने के लिए, इंट्रामोल्युलर मांसपेशियों में माध्यमिक हाइड्रॉक्सिल समूह के साथ, एल्डिहाइड या केटोन फ़ंक्शन के कार्बोनिल कार्बन की प्रतिक्रियाओं से पेंट्स को चक्रित किया जा सकता है। पेन्टोज़ पिरानोस या फुरानोज़ का निर्माण कर सकते हैं।

एल्डोपेंटोज का एल्डिहाइड समूह, जैसा कि सभी अल्डोज में होता है, ऑक्सीकरण किया जा सकता है और एक कार्बोक्सिल समूह में परिवर्तित हो सकता है। बनने वाले उत्पाद को एल्डोनिक एसिड कहा जाता है। यह मोनोकारबॉक्सिलिक एसिड एक दूसरे ऑक्सीकरण से गुजर सकता है, जो कार्बन 6 पर होता है, एक प्राथमिक अल्कोहल, जिसे डाइकारबॉक्सिलिक एसिड में परिवर्तित किया जाता है, जिसे एल्डरिक एसिड कहा जाता है।

संरचनात्मक घटकों के रूप में पेंट करता है

सेल्युलोज और लिग्निन की संरचना के विश्लेषण से पता चलता है कि दोनों पदार्थ हेक्सोज और पेन्टोस से बने होते हैं, हेक्सोज पेन्टोस की तुलना में बराबर या अधिक प्रचुर मात्रा में (दो गुना अधिक) तक होता है।

सेल्यूलोज और हेमिकेलुलोज पौधे की कोशिकाओं की कोशिका भित्ति में पाए जाते हैं। क्रिस्टलीय सेलुलोज माइक्रोफिब्रिल लिम्फिन मैट्रिक्स में एम्बेडेड होने के कारण अनाकार हेमिकेलुलोज को घेर लेते हैं। सेल्युलोज मुख्य रूप से ग्लूकोज और अन्य शर्करा जैसे सेलबायोज, सेलोत्रियोस और सेलेटोत्रोज से बना होता है।

हेमिकेल्यूलोज हेक्सोस, डी-ग्लूकोज, डी-गैलेक्टोज, और डी-मेननोज और पेंटोस से बना एक लघु-ब्रांकेड हेटेरोपॉलेसेराइड है, मुख्य रूप से डी-एक्सिलोज और डी-अरेबिनोज।

लिग्नोसेल्युलोसिक अवशेषों में, ज़ाइलोज़ का अनुपात अरबिनोज़ से अधिक है। पैंटोज कुल शर्करा के 40% का प्रतिनिधित्व करता है (हेक्सोज + पेंटोस)। लकड़ी के प्रकारों को xylanes के प्रतिस्थापनों द्वारा विभेदित किया जाता है।

हेमीसेलुलोज को चीनी के अवशेषों के अनुसार वर्गीकृत किया गया है। हेमिकेलुलोज का प्रकार और मात्रा पौधे, ऊतक प्रकार, वृद्धि अवस्था और शारीरिक स्थितियों के आधार पर व्यापक रूप से भिन्न होती है। डी-ज़ाइलान पर्णपाती पेड़ों और कोनिफ़र में सबसे प्रचुर मात्रा में पेंटोस है।

पेन्टोस जैवसंश्लेषण

प्रकृति में, सबसे प्रचुर मात्रा में पेंटोस डी-ज़ाइलोज़, एल-अरेबिनोज़ और डी-राइबोस हैं, और पेंटीटोल्स डी-अरबिनोल और राइबिटोल हैं। अन्य pentoses बहुत दुर्लभ हैं या मौजूद नहीं हैं।

पौधों में, केल्विन चक्र डी-फ्रुक्टोज-6-फॉस्फेट जैसे फॉस्फोराइलेटेड शर्करा का एक स्रोत है, जिसे डी-ग्लूकोज-6-फॉस्फेट में बदला जा सकता है। एक फॉस्फोग्लुकोमुटेस डी-ग्लूकोज-6-फॉस्फेट के इंटरकनेक्टिव को डी-ग्लूकोज-1-फॉस्फेट के रूप में उत्प्रेरित करता है।

एंजाइम यूडीपी-ग्लूकोज फॉस्फोराइलेस यूरिडीन-ट्राइफॉस्फेट (यूटीपी) और डी-ग्लूकोज-1-फॉस्फेट से यूडीपी-ग्लूकोज के गठन को उत्प्रेरित करता है। इसके बाद होने वाली प्रतिक्रिया में ऑक्साइड-कमी होती है, जहां NAD ⁺ UDP-Glucose से इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार करता है, जिसे UDP-Glucuronate में परिवर्तित किया जाता है। उत्तरार्द्ध decarboxylation से गुजरता है और UDP-xylose में परिवर्तित हो जाता है।

UDP-arabinose 4-epimerase UDP-arabinose में UDP-xylose के रूपांतरण को उत्प्रेरित करता है, एक प्रतिवर्ती प्रतिक्रिया है। यूडीपी-शर्करा (यूडीपी-एक्सलोज और यूडीपी-अरबिनोज) दोनों का उपयोग हेमिकेलुलोज जैवसंश्लेषण के लिए किया जा सकता है।

केल्विन चक्र भी रिबोस 5-फॉस्फेट, एक एल्डोज, रिबुलोज 5-फॉस्फेट या केटोसिस जैसे फॉस्फेट पेंटोज का उत्पादन करता है, जो कार्बन डाइऑक्साइड को बांधने का काम करते हैं।

एस्चेरिचिया कोली में, एल-अरेबिनोज को एल-राइबिनोज आइसोमेरेज द्वारा एल-राइबुलोज में बदल दिया जाता है। फिर, एल-रिबुलोज को पहले एल-रिबुलोज 5-फॉस्फेट में और फिर एल-राइबुलोकिनेज और एल-रिबुलोज 5-फॉस्फेट एपेरेज की क्रिया द्वारा डी-एक्सल्यूलोज 5-फॉस्फेट में बदल दिया जाता है।

इथेनॉल का उत्पादन करने के लिए pentoses की किण्वन

व्यावसायिक रूप से किण्वन द्वारा और रासायनिक संश्लेषण द्वारा इथेनॉल का उत्पादन किया जाता है। किण्वन द्वारा इथेनॉल के उत्पादन के लिए आवश्यक है कि सूक्ष्मजीव ऊर्जा स्रोत के रूप में हेक्सोज और पेन्टोज का उपयोग करें। यदि दोनों शक्कर बड़ी मात्रा में मौजूद हैं, तो पेंट्स से इथेनॉल प्राप्त करना अधिक है।

खमीर, फिलामेंटस कवक और बैक्टीरिया जैसे कई जीव 28 डिग्री सेल्सियस और 65 डिग्री सेल्सियस के बीच और 2 और 8 के बीच पीएच के साथ अल्कोहल का उत्पादन कर सकते हैं।

कैंडिडा के कुछ उपभेदों सपा। उनके पास केवल डी-ज़ाइलोज़ से विकसित होने की क्षमता है, इथेनॉल मुख्य किण्वन उत्पाद है। इथेनॉल के लिए सबसे अच्छा किण्वन जाइलोज़ बनाने वाले यीस्ट ब्रेटनॉमी एसपी।, कैंडिडा एसपी।, हैंसेनुलुला एसपी, क्लुएवरोमीज़ एसपी।, पैशियोलेन सपा हैं। और Saccharomices सपा।

कार्बन डाइऑक्साइड का उत्पादन करने के लिए फेनिलस कवक Fusarium ऑक्सीस्पोरम इथेनॉल को ग्लूकोज किण्वन करता है। यह कवक D-xylose को इथेनॉल में बदलने में भी सक्षम है। हालांकि, अन्य कवक हैं जिनकी डी-ज़ाइलोज़ को किण्वन करने की क्षमता अधिक है। इनमें Mucor sp शामिल हैं। और न्यूरोस्पोरा क्रैसा।

कई बैक्टीरिया ऊर्जा स्रोत के रूप में हेमिकेलुलोज का उपयोग कर सकते हैं, लेकिन शर्करा का किण्वन इथेनॉल के अलावा अन्य पदार्थों का उत्पादन करता है, जैसे कि कार्बनिक एसिड, केटोन्स और गैसें।

सबसे आम pentoses: संरचना और कार्य

राइबोज़

रिब प्रतीक। यह एक अल्डोपेंटोज़ है और डी-रिबोस एनेंटिओमर एल-रिबोस से अधिक प्रचुर मात्रा में है। पानी में घुलनशील। यह पैंटोज फॉस्फेट मार्ग का मेटाबोलाइट है। राइबोस आरएनए का हिस्सा है। डीऑक्सीराइबोज डीएनए का हिस्सा है।

arabinose

आरा प्रतीक। यह एक अल्डोपेंटोज़ है, डी-अरबिनोज़ की तुलना में एल-अरेबिनोज़ एनेंटिओमर अधिक प्रचुर मात्रा में है। अरेबिनो पौधों की कोशिका भित्ति का हिस्सा है।

सिलोज़

Xyl प्रतीक। यह एक अल्डोपेंटोज़ है, डी-ज़ाइलोज़ एनेंटिओमर एल-ज़ाइलोज़ से अधिक प्रचुर मात्रा में है। यह पौधों की कोशिका भित्ति में मौजूद है और कई प्रकार की लकड़ी में प्रचुर मात्रा में है। यह कपास के बीज की भूसी और पेकान शेल में भी मौजूद है।

Ribulose

रब प्रतीक। यह एक केटोसिस है, डी-रिबुलोज एनेंटिओमर एल-रिबुलोज की तुलना में अधिक प्रचुर मात्रा में है। यह पेंटोस फॉस्फेट मार्ग का मेटाबोलाइट है और पौधों और जानवरों में मौजूद है।

संदर्भ

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