Glikoz
Vikipedi, özgür ansiklopedi
Glikoz | |
---|---|
![]() ![]() ![]() |
|
Kimyasal adı | 6-(hydroxymethyl)oxane-2,3,4,5-tetrol |
D-glucose eşanlamlısı | dextrose |
D-glikoz çeşitleri | α-D-glıkoz; β-D-glikoz |
Kısaltma | Glc |
Kimyasal formül | C6H12O6 |
Molekül ağırlığı | 180.16 g mol−1 |
Erime noktası | α-D-glucose: 146°C β-D-glucose: 150°C |
Yoğunluk | 1.54 g cm−3 |
CAS numarası | 50-99-7 (D-glucose) |
CAS numarası | 921-60-8 (L-glucose) |
SMILES | C(C1C(C(C(C(O1)O)O)O)O)O |
Basit bir şeker (veya monosakkarit) olan Glikoz yaşam için en önemli karbonhidratlardan biridir. Hücreler onu bir enerji kaynağı ve metabolik reaksiyonlarda bir ara ürün olarak kullanırlar. Glikoz fotosentezin ana ürünlerinden biridir ve hücresel solunum onunla başlar. Doğal biçimine (D-glucose) gıda sanayisinde dekstroz olarak da değinilir. Bu maddede glikozun D-biçimine değinilmektedir (molekülün ayna görüntüsü L-glikoz olarak adlandirilir. İzomerler bölümüne bakınız)
Konu başlıkları |
[değiştir] Yapısı
Glikoz altı karbon atomu ve bir aldehit grubuna sahip olduğu için aldoheksoz olarak sınıflandırılır. Glikoz molekülü açık halkalı (asiklik) veya halkalı (siklik) biçimli olabilir. Halkalı hali aldehitli C atomu ile C-5 hidroksil grubu arasında molekül içi bir reaksiyon ile bir hemiasetal oluşumunun sonucudur. Suda her iki biçim birbiriyle dengededir ve pH 7'de halkalı biçim coğunluktadır. Beş karbon ve bir oksijenden oluşan halka piran yapısına benzediği için glikozun halkalı biçimine glikopiranoz olarak da değinilir. Halkadaki karbonlardan dördü bir hidroksil grubuna bağlı, beşincisi ise halkanın dışında yer alan ve CH2OH grubu oluşturan altıncı bir karbona bağlıdır.
[değiştir] İzomerler
Glikozun altı optik merkezi vardır, yani teorik olarak glikozun (4²-1) = 15 optik stereoizomere sahip olabilir. Canlı organizmalarda bunların yedisine raslanır, bunlardan galaktoz ve mannoz en önemlileridir. Bu sekiz izomer (glikoz da sayılırsa) birbirlerininin diastereoizomerleridir ve hepsi D-serisine aittirler.
Glikoz halkalaşınca (anomerik karbon atomu denen) C-1'de bir asimetrik merkez daha oluştuğundan iki halkasal yapı oluşabilir: α-glikoz ve β-glikoz. Aralarındaki yapısal fark, halkadaki C-1'e bağlı hidroksil grubunun yönüdür. D-glikoz Haworth projeksiyonu ile cizildiğinde α, C-1'e bağlı olan hidroksilin halka düzleminin altında olduğu anlamına gelir, β ise üstünde. Mutarotasyon olarak adlandırılan bir süreçte α ve β biçimleri sulu çüzeltilde saatler mertebesinde bir sürede birbirlerine dönüşüp sonunda 36:64 gibi bir α:β oranıyla dengeye ulaşırlar.
[değiştir] Üretimi
[değiştir] Doğal
- Glikoz bitkilerde ve bazı bakterilerde fotosentezin ürünlerinden biridir.
- Hayvan ve mantarlarda glikoz, glikojenin yıkımı sonucu ortaya çıkar; bu sürece glikoneojenez denir.
- Hayvanlarda glikoz karaciğer ve böbrekte pirüvat ve gliserol gibi başka bileşiklerden sentezlenir; bu sürece glikoneojenez denir.
[değiştir] Endüstriyel
Glikoz gıda sanayisinde nişastanın enzimatik hidrolizi ile üretilir. Nişasta kaynağı olarak pek çok tarım mahsulu kullanılabilir. Mısır, pirinç, buğday, patates, manyok, ararot, sagu dünyanın çeşitli yürelerinde kullanılır.
Bu enzimatik işlem iki aşamalıdır. Yaklaşık 100°C'de 1-2 saat boyunca enzim nişastayı 5-10 glikoz birimli küçük karbonhidratlara parçalar. Bu işlemin bazı çeşitlemelerinde nişasta karışımı bir veya birkaç kere 130°C veya üstünde kısaca ısıtılır. Bu ısıtma nişastanın suda çözünürlüğüne yardım eder, ama enzimi de çalışmaz hale getirdiği için her ısıtmadan sonra yeniden enzim eklenmesi gerekir.
Şekerleşme (sakkarifikasyon) diye adlandırılan ikinci adımda kısmen hidroliz olmuş nişasta Aspergillus niger mantarından elde edilen glikoamilaz enzimi aracılığıyla tamamen glikoza parçalanır. Tipik reaksiyon şartları pH 4.0-4.5, 60°C ve %30-35 oranında karbonhidrat konsantrasyonudur. Bu şartlarda 1-4 gün içinde nişastanın %96'dan fazlası glikoza dönüşür. Daha sulandırılmış reaksiyonlarda daha yüksek verim elde etmek mümkündür ama daha büyük bir reaktör ve daha çok su gerektiğiden genelde ekonomik değildir. Elde edilen glikoz süzülerek saflaştırılır ve çok kademeli evaporatör ile yoğunlaştırılır. Katı D-Glikoz tekrarlanan kristelleştirmelerle üretilir.
[değiştir] İşlevi
Canlıların neden früktoz gibi başka bir monosakkarit değil de glikozu bu kadar yaygın bir şekilde kullandıkları konjusunda ancak tahmin yürütülebilir. Glikoz, abiyotik şartlarda formaldehitten oluşabilir, dolayıyla ilkel biyokimyasal sistemler için kullanıma hazırdı. Gelişmiş organizmalar için daha önemli olan bir özelliği glikozun proteinlerin amino grupları ile reaksiyona girme eğiliminin diğer heksoz şekerlere kıyasla çok daha düşük olmasıdır. Glikasyon adı verilen bu reaksiyon pek çok enzimi ya yavaşlatır ya da tamamen durdurur. Glikasyon reaksiyonunun yavaş olmasının nedeni, glikozun daha az reaktif olan halkasal izomerini tercih etmesidir. Buna rağmen diabetin uzun dönemli komplikasyonlarının çoğu (örneğin körlük, böbrek yetmezliği, periferal nöropati) protein ve lipitlerin glikasyonundan kaynaklanır.
Glikozilasyon, glikozun katıldığı önemli reaksiyonlardan bir diğeridir.
[değiştir] Enerji kaynağı olarak
Glikoz canlılarda çok yaygın bulunan bir yakıttır. Karbonhidratlar insan vücudunun başlıca enerji kaynağıdır, gram başına 4 kilokalori (17 kiloJoule) gıda enerjisi sağlarlar. Karbonhidratların (örneğin nişastanın) yıkımı mono ve disakkaritler sağlar ve bunların çoğu glikozdur. Glikoliz ve bunu izleyen Sitrik asit döngüsü yoluyla glikoz sonunda CO2 ve suya oksitlenir ve başlıca ATP şeklinde olmak üzere enerji sağlar. İnsülin hormonu kandaki glikoz seviyesini düzenler. Aç karnına kanda glikoz seviyesinin yüksek olması diyabet öncesi veya diyabetik bir durumun göstergesidir.
[değiştir] Öncül olarak
Glikoz proteinlerin üretiminde ve lipit metabolizmasında önemli bir rol oynar. Bitkilerde ve çoğu hayvanda C vitamini (askorbik asit) üretiminin bir öncülüdür.
Glikoz çeşitli önmeli bileşiğin sentezinde bir öncül olarak kullanılır. Nişasta, selüloz ve glikojen ("hayvan nişastası") glikoz polimerleri yani polisakkaritlerdir. Sütün başlıca şekeri olan laktoz, bir glikoz-galaktoz disakkaritidir. Önemli bir diğer disakkarit olan sükroz da früktoza bağlı glikozdur.
[değiştir] Kaynakları ve absorpsiyonu
Bütün gıdasal karbonhidratlar glikoz içerirler, ya bir polimerin yapı taşı olarak (nişasta ve glikojende olduğu gibi) veya başka bir monosakkaritle birleşik olarak (sükroz ve laktoz gibi). Duodenum ve ince bağırsakta oligo- ve polisakkaritler pankreatik ve bağırsak glikozidazları tarafından monosakkaritlere parçalanırlar. Ardından, glikoz, enterositlerin önce bağırsak tarafındaki (apikal) zarlarındaki taşıyıcılar tarafından, sonra da dolaşım sistemi tarafındaki (bazal) zarlardaki taşıyıcılar tarafından taşınarak kana aktarılır. Glikozun bir kısmı doğrudan beyin ve alyuvarlara giderek onlara yakıt olur, gerisi ise glikojen olarak depolanmak üzere karaciğer ve kaslara, ve yağ olarak depolanmak üzere yağ dokulara gider.
[değiştir] Kaynak
İngilizce Wikipedia'nın Glucose maddesinin 5.08.2006 tarihli sürümü