The selobiosa adalah disakarida dari glukosa yang terdiri selulosa dan diperoleh dengan hidrolisis parsial dari selulosa atau neoquestosa, yang merupakan trisakarida terdiri dari fruktosa dan glukosa (Fruct-gluc-Fruct) ditemukan dalam biji-bijian jagung.
Disakarida ini dijelaskan oleh ahli kimia Zdenko Hans Skraup pada tahun 1901, yang menentukan bahwa selulosa adalah homopolysaccharide yang terdiri dari unit berulang dari disakarida yang sama: selobiosa.
Representasi Haworth untuk Cellobiose (Sumber: Edgar181, melalui Wikimedia Commons)
Selulosa adalah polisakarida struktural utama di kerajaan tumbuhan, seperti yang ditemukan di dinding sel sel tumbuhan. Karena itu, selobiosa dan selulosa memiliki fungsi penting.
Selobiosa tidak ditemukan dengan sendirinya di alam. Ini dianggap sebagai senyawa perantara untuk degradasi polisakarida lain yang jauh lebih lama, yaitu diperoleh secara eksklusif dengan hidrolisis selulosa.
Selobiosa dapat disintesis dari glukosa oleh enzim glukosidase yang membentuk ikatan β-glukosidik antara karbon pada posisi 1 dari satu D-glukopiranosa dan karbon pada posisi 4 yang lain (4- O -β-D- glukopiranosil).
Berbagai penyelidikan telah dilakukan untuk mengembangkan sistem produksi sintetik selobiosa guna mendapatkan selulosa sebagai produk akhir. Namun, sintesis dan produksi senyawa ini jauh lebih mahal daripada mendapatkannya dari organisme tumbuhan.
Saat ini, selobiosa diisolasi dengan hidrolisis bakteri selulosa, karena beberapa spesies bakteri memiliki enzim selobiohidrolase dan endoselulase yang diperlukan untuk degradasi selulosa menjadi disakarida.
karakteristik
Ciri khas selobiosa yang paling khas adalah monosakarida penyusunnya dihubungkan bersama oleh ikatan tipe β-1,4 yang konformasi membuatnya “tahan” terhadap hidrolisis oleh enzim α-glukosidase, serta senyawa dengan ikatan α-1 , 4 tidak bisa menjadi substrat untuk β-glukosidase.
Rantai selobiosa dalam selulosa dapat dikelompokkan secara paralel atau antiparalel. Perubahan orientasi antara keduanya menyebabkan selulosa tipe I (orientasi rantai selobiosa sejajar) atau selulosa tipe II (orientasi rantai selobiosa dalam bentuk antiparalel).
Selulosa tipe I adalah bentuk alami yang terdapat pada serat nabati tumbuhan umum dan liar, sedangkan selulosa tipe II dibentuk dengan rekristalisasi selulosa Tipe I yang telah dihidrolisis menjadi selobiosa.
Biosintesis selulosa pada tumbuhan diatur oleh enzim glikosiltransferase dan selulase sintase, yang menggunakan UDP-glukosa atau selobiosa sebagai substrat. Umumnya substrat ini berasal dari sukrosa.
Ciri khas kimiawi lain dari selobiosa adalah kemampuannya mereduksi, itulah sebabnya ia diklasifikasikan sebagai gula pereduksi, seperti laktosa, isomaltosa, dan maltosa.
Struktur
Selobiosa adalah disakarida yang terdiri dari 4-O -β-D-glukopiranosil-β-D-glukopiranosa (β-D-Glc p - (1,4) -D-Glc). Dua monosakarida penyusun selobiosa adalah stereoisomer D-glukosa, dengan rumus umum C6H12O6 dan dihubungkan dengan ikatan glukosidik tipe β-1,4.
Oleh karena itu, rumus molekul selobiosa adalah C12H22O11, karena oksigen tempat terbentuknya ikatan glikosidik dilepaskan dalam bentuk air (H2O).
Struktur selulosa (selobiosa yang dihubungkan oleh ikatan β-1,4) telah menjadi subyek banyak penelitian, namun deskripsi kristalografi yang lengkap belum tercapai.
Selobiosis yang ada dalam struktur selulosa dapat membentuk ikatan hidrogen antara oksigen endosiklik dari selobiosis tetangga pada karbon pada posisi 3 'dan 6'. Jembatan hidrogen ini adalah hasil dari setiap residu gula yang "membalik" terhadap yang pertama, membentuk rantai dalam bentuk pita atau tangga.
Struktur selobiosa umumnya direpresentasikan dalam buku-buku dengan proyeksi Haworth dihubungkan oleh ikatan β-nya dan di dalam struktur selulosa, yang memfasilitasi visualisasinya di dalam struktur dinding sel, karena ia mewakili jembatan dari ikatan hidrogen dan glikosidik.
Berat molekul selulosa bisa mencapai beberapa juta, dan ketahanan mekanik dan kimianya yang tinggi disebabkan oleh fakta bahwa rantai selobiosa diorientasikan secara paralel dan disejajarkan pada sumbu longitudinal, membentuk sejumlah besar ikatan hidrogen antarmolekul. , yang menghasilkan mikrofibril yang sangat terstruktur.
fitur
Selobiosa adalah komponen selulosa, menjadi penyusun struktural utama dinding sel tumbuhan. Ini adalah zat berserat, tahan dan tidak larut dalam air.
Selulosa, dan oleh karena itu, selobiosa, terkonsentrasi secara khusus pada batang, batang, batang dan semua jaringan tanaman berkayu.
Dalam selulosa, molekul selobiosa diorientasikan secara linier. Serat selulosa dapat terdiri dari 5.000-7.500 unit selobiosa. Jenis ikatan yang menyatukannya dan karakteristik strukturalnya membuat polisakarida ini menjadi bahan yang sangat tahan.
Salah satu keunggulan evolusioner yang dikembangkan tumbuhan adalah ikatan β-1,4 yang mengikat molekul selobiosa di dinding selnya. Kebanyakan hewan tidak dapat menggunakan selulosa sebagai sumber energi, karena mereka kekurangan enzim yang mampu menghidrolisis ikatan ini.
Tantangan umat manusia saat ini adalah produksi biofuel untuk mendapatkan energi yang aman bagi lingkungan. Oleh karena itu, pengujian sedang dilakukan dengan enzim seperti lignoselulase, yang melepaskan energi dengan menghidrolisis ikatan glikosidik (β-1,4) antara unit selobiosa yang membentuk selulosa.
Referensi
- Badui, S. (2006). Kimia makanan. (E. Quintanar, Ed.) (Edisi ke-4th). Mexico DF: Pearson Education.
- Dey, P., & Harborne, J. (1977). Biokimia Tanaman. San Diego, California: Academic Press.
- Finch, P. (1999). Karbohidrat: Struktur, Sintesis dan Dinamika. London, Inggris: Springer-Science + Business Media, BV
- Nelson, DL, & Cox, MM (2009). Prinsip Lehninger Biokimia. Omega Editions (edisi ke-5).
- Stick, R. (2001). Karbohidrat. Molekul Manis Kehidupan. Pers Akademik.
- Stick, R., & Williams, S. (2009). Carbohydrates: The Essential Molecules of Life (edisi ke-2nd). Elsevier.