Características de Trehalosa, Estrutura, Funções

O Trehalosa É um dissacarídeo formado por duas α-d-glicose que é encontrada em muitos insetos, fungos e microorganismos, mas não pode ser sintetizada por vertebrados. Como sacarose, é um dissacarídeo não redutor e que pode formar cristais simples.

Trehalosa é um carboidrato com pouco poder de adoçante, muito solúvel em água e usado como fonte de energia e para a formação de exoesqueleto de quitina em muitos insetos. Faz parte das membranas celulares de vários insetos e microorganismos, que o sintetizam.

Representação de Haworth para Trehalosa (Fonte: Fvasconcellos 18:56, 17 de abril de 2007 (UTC) [Domínio Público] via Wikimedia Commons)

É usado na indústria de alimentos como estabilizador e hidratante. Está presente no suco de cana -de -açúcar como um produto formado após o corte da bengala e é particularmente estável ao aquecimento e ao ambiente ácido.

No intestino humano, devido à enzima trealase (presente nas vilosidades do intestino delgado), a trealose se decompõe em glicose, que é absorvida junto com o sódio. A ausência de trealase produz intolerância a cogumelos.

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Características e estrutura

O Trehalosa foi descrito pela primeira vez por Wiggers em 1832 como um açúcar desconhecido presente no "Cornez do Centeno" (Claviceps purpurea), um fungo venenoso.

Posteriormente, Berthelot a encontrou nos Capulos de um besouro chamado Larinus maculata, comumente chamado Trehala. A partir daí, o nome de Trehalosa se origina.

O trealose (α-d-glucopiranosil α-d-glucopiranósido) é um dissacarídeo não redutor no qual dois resíduos de D-glicose se juntam, um com o outro, através de um hidrogênio anomérico. Trehalosa é amplamente distribuído em plantas, leveduras, insetos, fungos e bactérias, mas não é encontrado em vertebrados.

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A quitina do exoesqueleto de insetos é formada a partir de UDP-N-acetil-glucosamina pela ação de uma glicosiltransferase chamada Syntetasa Remone. Nos insetos, a udp-n-acetil-glucosamina é sintetizada a partir da trealose.

Biossíntese

Existem cinco estradas principais para a biossíntese da trehalosa, das quais três são as mais comuns.

O primeiro foi descrito em leveduras e envolve a condensação de UDP-glicose e glicose 6-fosfato pela glicosiltransferase trealose 6-sintetizada fosfato.

A segunda rota foi descrita pela primeira vez nas espécies do gênero Pimelobacter e implica a transformação da maltose em uma trehalosa, uma reação catalisada pela enzima sintetase, uma transglucosidase.

A terceira rota foi descrita em diferentes gêneros procarióticos e implica a isomerização e hidrólise do resíduo terminal de maltose de um malto-oligossacarídeo devido à ação de uma série de enzimas para produzir Trehalosa.

Enquanto a maioria dos organismos usa apenas uma dessas vias para a formação de Trehalosa, Mycobacteria e Corinebacteria usam as três maneiras para a síntese de Trehalosa.

A trealose é hidrolisada por uma hidrolase glucóside chamada trehalase. Embora os vertebrados não sintetizem Trehalosa, é alcançado no intestino quando ingerido e é hidrolisado pela trealase.

Industrialmente, a trealose é sintetizada enzimaticamente a partir de um substrato de amido de milho com a enzima malto-oligosil-trotalose Arthrobacter Ramosus.

Funções

Três funções biológicas fundamentais para os trehalosa foram descritas.

1- como fonte de carbono e energia.

2- Como protetor de estresse (secas, salinização do solo, calor e estresse oxidativo).

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3- Como molécula de sinal ou regulamentação do metabolismo das plantas.

Comparado a outros açúcares, Trehalosa tem uma habilidade muito maior para estabilizar membranas e proteínas contra a desidratação. Além disso, o trehalosa protege as células contra estresse oxidativo e calórico.

Alguns organismos podem sobreviver, mesmo quando perderam até 90% de seu teor de água e essa habilidade, em muitos casos, está relacionada à produção de grandes quantidades de trehalosa.

Por exemplo, sob desidratação lenta, o nematodo APHELENCHUS AVenae Ele converte mais de 20% de seu peso seco e sua sobrevivência está relacionada à síntese deste açúcar.

A capacidade de Trehalosa de agir como um protetor da bicicleta lipídica. Isso evita a fusão e a separação das fases da membrana e, portanto, evita seu rompimento e desintegração.

A conformação estrutural da Almeja Trehalosa (Bivalvo), formada por dois anéis de açúcar, permitir a proteção de proteínas e a atividade de muitas enzimas. Trehalosa é capaz de formar estruturas vítreas não cristalinas em condições de desidratação.

Sendo um dissacarídeo significativo amplamente distribuído, também faz parte da estrutura de muitos oligossacarídeos presentes em plantas e animais de invertebrados.

É o principal carboidrato da hemolinfa de insetos e é rapidamente consumido em atividades intensas, como vôo.

Funções na indústria

Na indústria de alimentos, é usado como um agente estabilizador e hidratante, sendo possível encontrá -lo em bebidas leiteiras com sabor, chás frios, produtos processados ​​com base em peixes ou produtos em pó. Ele também possui aplicações na indústria farmacêutica.

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É usado para proteger os alimentos congelados e, sendo estável às mudanças de temperatura, para evitar a mudança de cor escura das bebidas. Também é usado para suprimir odores.

Devido ao seu grande poder hidratante e função protetora de proteínas, está incluído em muitos produtos destinados a cuidados com a pele e cabelos.

Industrialmente, também é usado como adoçante na substituição de açúcar em doces e padarias, chocolate e bebidas alcoólicas.

Funções biológicas experimentais

Em animais experimentais, alguns estudos mostraram que a trehalosa é capaz de ativar um gene (Aloxe 3) isso melhora a sensibilidade à insulina, reduz a glicose hepática e aumenta o metabolismo da gordura. Essas investigações parecem promissoras no futuro para o tratamento da obesidade, fígado gordo e diabetes tipo II.

Outros trabalhos mostraram alguns benefícios do uso de Trehalosa em animais experimentais, como o aumento da atividade de macrófagos para reduzir as placas aterrorizantes e, assim, "limpar as artérias".

Esses dados são muito importantes, pois permitirão, no futuro, influenciar efetivamente a prevenção de algumas doenças cardiovasculares muito frequentes.

Referências

1. Crowe, j., Crowe, l., & Chapman, D. (1984). Preservação de membranas em organismos anidrobióticos: o papel da trealose. Ciência, 223(4637), 701-703.
2. Elbein, a., Pão e., Passazak, i., & Carroll, D. (2003). Novas idéias sobre trehalose: molécula multifuncional. Glicobiologia, 13(4), 17-27.
3. Finch, p. (1999). Carboidratos: estruturas, sintetizações e dinâmica. Londres, Reino Unido: Springer-Science+Business Media, B.V.
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5. Stick, r., & Williams, S. (2009). Carboidratos: as moléculas essenciais da vida (2ª ed.). Elsevier.