La glucosa (CGL), un monosacárido (o azúcar simple del ), es un carbohidrato importante en la biología . La célula viva la utiliza como una fuente de energía e intermedio metabólico. La glucosa es uno de los productos principales de la fotosíntesis y comienza la respiración celular en los Prokaryotes y los eucariotas . El nombre viene de los glykys griegos (EL γλυκύς) del de la palabra, que significa el " sweet", más el " del sufijo; - ose" cuál denota un azúcar .

Dos estereoisómeros de los azúcares de la aldohexosa se conocen como glucosa, sólo una cuyo (D-glucose) es biológicamente activo. Esta forma (D-glucose) se refiere a menudo como el monohidrato de la dextrosa del, o, especialmente en la industria alimentaria, simplemente dextrosa (de la glucosa dextrógira del ). Este artículo trata del D-form de la glucosa. La espejo-imagen de la molécula, L-glucose, no se puede metabolizar por las células en el proceso bioquímico conocido como glicolisis .

La glucosa está comúnmente disponible bajo la forma de sustancia blanca o como cristal sólido. Puede también ser encontrado comúnmente como solución acuosa .

Estructura

La glucosa (C₆H₁₂O₆) contiene seis átomos uno del carbón cuyo es parte de un grupo del aldehino y por lo tanto se refiere como aldohexosa . La molécula de la glucosa puede existir en una abrir-cadena (acíclica) y forma (cíclica) del anillo (en equilibrio), estes 3ultimo que son el resultado de un enlace covalente entre el átomo del aldehino C y el grupo del hidróxido C-5 para formar un hemiacetal cíclico seis-membrado . En la solución del agua ambas formas están en equilibrio, y en el pH 7 la forma cíclica es predominante. Como el anillo contiene cinco átomos de carbón y un átomo de oxígeno, que se asemeja a la estructura Pyran, la forma cíclica de glucosa también se refiere como glucopyranose. En este anillo, cada carbón se liga a un grupo del lado del hidróxido a excepción del quinto átomo, que liga a un sexto átomo de carbón fuera del anillo, formando a un grupo de CH₂OH.

Isómeros

Los azúcares de la aldohexosa tienen 4 centros quirales el dar 2⁴ = 16 estereoisómeros . Éstos están partidos en dos grupos, L y D, con 8 azúcares en cada uno. La glucosa es uno de estos azúcares, y L y D-glucose son dos de los estereoisómeros. Solamente 7 de éstos se encuentran en organismos vivos, cuyo D-glucose (Glu), la galactosa (galón) de D- y la manosa (hombre) de D- son los más importantes. Estos ocho isómeros (glucosa incluyendo sí mismo) son todo el Diastereoisomers en lo referente a uno a y todo pertenecen al D-series .

Un centro asimétrico adicional en C-1 (llamado el el átomo de carbón anomérico ) se crea cuando la glucosa cyclizes y dos estructuras del anillo, llamado Anomers es &mdash formado; α del - glucosa y β - glucosa. Estos anomers diferencian estructural con respecto a la colocación relativa de su grupo de hidróxido ligado a C-1 y del grupo en C-6, que se llama el carbón de la referencia. Cuando D-glucose se dibuja como proyección de Haworth o en la conformación estándar de la silla, el α del de la designación significa que el grupo de hidróxido atado a C-1 es transporte colocado a - a grupo de CH₂OH en C-5, mientras que los medios del β él son cis. Otro método popular de distinguir el α β es observando debajo de si el hidróxido C-1 está o sobre el plano del anillo, respectivamente, pero este método es una definición inexacta y puede fallar si el anillo de la glucosa se dibuja upside-down o en una conformación alternativa de la silla. El α del y el β forma el interconvert sobre un calendario de horas en la solución acuosa, a un cociente estable final del α del : 36:64 del β, en un llamado de proceso Mutarotation del .

Rotamers

Dentro de la forma cíclica de glucosa, la rotación puede ocurrir alrededor del ángulo de la torsión O6-C6-C5-O5, llamado el ω-ángulo, formar tres conformaciones del rotamer según las indicaciones del diagrama abajo. Refiriendo a las orientaciones del ω-ángulo y del ángulo O6-C6-C5-C4 las tres conformaciones escalonadas estables del rotamer se llaman el torpe - torpe (gg), torpe - el transporte (GT) del y el transporte - torpe (tg) del . Para el α metílico del - D-glucopyranose en el equilibrio el cociente de moléculas en cada conformación del rotamer se divulga como 57:38: gg 5: GT: tg. Esta tendencia para que el ω-ángulo prefiera adoptar una conformación torpe del se atribuye al efecto torpe .

¡Production

Natural de

La glucosa es uno de los productos de la fotosíntesis en las plantas y un cierto

de los Prokaryotes En animales y hongos, la glucosa es el resultado de la avería del glicógeno, un proceso conocido como Glycogenolysis . En plantas el substrato de la avería es el almidón .

En animales, la glucosa es sintetizada en el hígado y los riñones de intermedios del no-carbohidrato, tales como piruvato y glicerol, por un proceso conocido como gluconeogénesis .

Comercial

La glucosa se produce comercialmente vía la hidrólisis enzimática del almidón . Muchas cosechas pueden ser utilizadas como la fuente de almidón. El maíz, el arroz, el trigo, la patata, la mandioca, el arrurruz, y el sagú todo se utilizan en las varias partes del mundo. En el Estados Unidos, maicena (del maíz) se utiliza casi exclusivamente. Este proceso enzimático tiene dos etapas. Sobre el curso de 1-2 horas cerca del °C 100, las enzimas hidrolizan el almidón en carbohidratos más pequeños que contienen en las unidades de glucosa del promedio 5-10 cada uno. Algunas variaciones en este proceso calientan breve la mezcla del almidón al °C 130 o vibran uno o más veces. Este tratamiento térmico mejora la solubilidad del almidón en agua, pero desactiva la enzima, y la enzima fresca se debe agregar a la mezcla después de cada calefacción.

En el segundo paso, conocido como " saccharification", el almidón parcialmente hidrolizado se hidroliza totalmente a la glucosa usar la enzima de la glucoamilasa del aspergillus niger fungoso . Las condiciones típicas de la reacción son el pH 4.5, °C 60, y una concentración del carbohidrato de 30– el 35% por peso. Bajo estas condiciones, el almidón se puede convertir a la glucosa en la producción del 96% después de 1– 4 días. Todavía más arriba las producciones se pueden obtener usar soluciones más diluidas, pero este acercamiento requiere reactores más grandes y el proceso de un mayor volumen de agua, y no es generalmente económico. La solución de glucosa resultante después es purificada por la filtración y concentrada en un evaporador de efectos múltiples . La D-glucosa sólida entonces es producida por las cristalizaciones repetidas

Función

Podemos especular en las razones por las que la glucosa, y no otro monosacárido tal como fructosa (FRU), es tan ampliamente utilizados en la evolución, el ecosistema, y el metabolismo. La glucosa puede formar del formaldehído bajo condiciones abióticas, así que bien puede haber estado disponible para los sistemas bioquímicos primitivo . Probablemente más importante para la vida avanzada es la tendencia baja de la glucosa, por la comparación a otros azúcares del hexosa, non-specifically reaccionar con los grupos amino de las proteínas que esta reacción ( Glycation ) reduce o que destruye la función de muchas enzimas el de tarifa reducida del glycation es debido a la preferencia de la glucosa por el isómero cíclico menos reactivo . Sin embargo, muchas de las complicaciones de largo plazo de la diabetes (e., ceguera, de la falta de riñón, y de la neuropatía periférica ) son probablemente debido al glycation de proteínas o de lípidos. En cambio, enzima - la adición regulada de glucosa a las proteínas por el Glycosylation es a menudo esencial para su función.

Como fuente de energía

La glucosa es un combustible ubicuo en la biología . Se utiliza como fuente de energía en la mayoría de los organismos, de bacterias a los seres humanos. El uso de la glucosa puede estar por el la respiración anaerobia aerobia (fermentación de o). Los carbohidratos son la fuente de energía dominante del cuerpo humano, con la respiración aerobia, proporcionando aproximadamente 4 calorías (17 julios de la energía del alimento por el gramo . La avería de los carbohidratos (e. almidón ) rinde mono y los disacáridos, más cuyo es la glucosa. Con la glicolisis y más adelante en las reacciones del ciclo de ácido cítrico (TCAC), la glucosa es oxidado para formar eventual el CO₂ y el agua, rindiendo energía, sobre todo bajo la forma de ATP . La reacción de insulina, y otros mecanismos, regulan la concentración de glucosa en la sangre. Un alto nivel de azúcar de sangre de ayuno es una indicación de condiciones prediabetic y diabéticas.

La glucosa es una fuente de energía primaria para el cerebro, y por lo tanto su disponibilidad influencia procesos psicologicos. Cuando la glucosa es procesos bajos, psicologicos que requieren esfuerzo mental (e., autodominio ) se deterioran.

Glucosa en glicolisis

Como precursor

La glucosa es crítica en la producción de las proteínas y en metabolismo del lípido . También, en plantas y la mayoría de los animales, es un precursor para la producción de la vitamina C (ácido ascórbico). Es modificado para el uso en estos procesos por el camino de la glicolisis.

La glucosa se utiliza como precursor para la síntesis de varias sustancias importantes. almidón de la solución del almidón, celulosa, y glicógeno (" starch" animal;) son los polímeros comunes (polisacáridos de la glucosa. La lactosa, el azúcar predominante en leche, es un disacárido de la galactosa de la glucosa. En la sucrosa, otro disacárido importante, glucosa se ensambla a la fructosa. Estos procesos de la síntesis también confían en la fosforilación de la glucosa con el primer paso de la glicolisis.

Fuentes y absorción

Todos los carbohidratos dietéticos importantes contienen la glucosa, como su solamente bloque hueco, como en el almidón y el glicógeno, o junto con otro monosacárido, como en sucrosa y lactosa. En el lumen del duodeno y del pequeño intestino, el oligos y los polisacáridos son analizados a los monosacáridos por los glycosidases pancreáticos e intestinales. La glucosa entonces es transportada a través de la membrana apical Enterocytes por SLC5A1, y más adelante a través de su membrana básica por SLC2A2 . Algo de la glucosa va directo hacia aprovisionar de combustible las neuronas y los eritrocitos, mientras que el resto hace su manera al hígado y a los músculos donde se almacena como glicógeno, y a las células gordas, donde puede ser utilizada para accionar las reacciones que sintetizan un poco de glicógeno de las grasas está la fuente de energía auxiliar del cuerpo, golpeada ligeramente y convertida nuevamente dentro de la glucosa cuando hay necesidad de la energía.

Ver también

Glucosa de sangre o azúcar de sangre
HbA1c
DMF (combustible biológico glucosa-basado potencial )
Glycation
Glycosylation
Fotosíntesis
Fructosa

.

Zenithic

Disciplinary

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