Ключевое различие между глюкозо-галактозой и маннозой заключается в том, что глюкоза представляет собой шестиуглеродную структуру, а галактоза представляет собой С4-эпимер глюкозы, тогда как манноза представляет собой С2-эпимер глюкозы.
Эпимер – это органическое соединение, описанное вместе с изомерией органических соединений. Мы можем определить эпимер как изомер определенного соединения, которое имеет асимметричный атом углерода. Например, галактоза и манноза являются эпимерами глюкозы.
Что такое глюкоза?
Глюкоза представляет собой органическое соединение, имеющее химическую формулу C6H12O6. Это простая молекула сахара. Мы можем найти глюкозу как самую распространенную молекулу моносахарида среди углеводных соединений. Его источниками являются растения (производящие глюкозу) и водоросли, в которых может происходить фотосинтез для получения глюкозы из углекислого газа и воды с использованием энергии солнечного света. Более того, в энергетическом обмене животных глюкоза является важнейшим источником энергии. Эта энергетическая форма глюкозы называется крахмалом и амилопектином, когда хранится в растениях, а у животных она известна как гликоген. Мы можем извлекать глюкозу из ее источников, и она также доступна на рынке в качестве коммерческого продукта. Это вещество выглядит как белый порошок и имеет очень сладкий вкус.
Молекула глюкозы называется гексозой, потому что она содержит шесть атомов углерода на молекулу. Гексоза является подкатегорией группы моносахаридов. Существуют две изомерные формы глюкозы: D-глюкоза и L-глюкоза, причем D-изомер является наиболее стабильной и распространенной изомерной формой. Широко встречается в природе. Мы можем получить глюкозу путем гидролиза углеводов, таких как молочный сахар или лактоза, из сахарозы, которая содержится в сахарном тростнике, из мальтозы, из растительной целлюлозы и т. д.
Рисунок 01: Структура глюкозы
При рассмотрении химической структуры молекулы глюкозы она содержит пять гидроксильных групп (-ОН). Эти гидроксильные группы расположены в определенном порядке вдоль его шестиуглеродного скелета. Помимо наличия двух изомерных форм, существует два различных расположения гидроксильных групп в структуре углеродного кольца глюкозы; они называются альфа-структурой и бета-структурой.
Что такое галактоза?
Галактоза – эпимер С4 молекулы глюкозы. Следовательно, галактоза также имеет ту же химическую формулу, что и глюкоза (C6H12O6). Иногда это составное название сокращается до Gal. Это моносахаридная молекула сахара, имеющая сладкий вкус, похожий на глюкозу. Мы можем назвать это соединение альдогексозой, потому что это гексозный сахар, имеющий альдегидную функциональную группу. Когда молекула галактозы объединяется с молекулой глюкозы, она образует молекулу лактозы. Более того, полимерной формой галактозы является галактан, который мы можем найти в гемицеллюлозе.
При рассмотрении химической структуры галактозы она может находиться как в открытой цепи, так и в циклической форме. На конце цепи имеется карбонильная группа. Есть четыре изомера молекулы галактозы, которые существуют в циклической форме. Эти циклические формы имеют две аномерные формы: альфа- и бета-формы.
Рисунок 02: Четыре циклические формы галактозы
Мы можем найти источники галактозы в основном среди молочных продуктов, таких как свежее молоко, йогурт, в авокадо, сахарной свекле и т. д. Более того, молекулы галактозы могут синтезироваться в нашем организме.
Что такое манноза?
Манноза представляет собой эпимер C2 молекулы глюкозы. Это молекула сахара в ряду углеводов альдогексозы. Это соединение очень важно для метаболизма человека, например, для гликозилирования определенных белковых молекул.
Рисунок 03: Химическая структура маннозы
Мы можем найти молекулу маннозы, встречающуюся в двух формах: структуру кольца пиранозы и структуру кольца фуранозы. Кольцо пиранозы содержит шесть атомов углерода, тогда как структура кольца фуранозы имеет пять атомов углерода в кольце. Однако каждое замыкание кольца, как правило, имеет либо альфа-, либо бета-конфигурацию в аномерном углеродном центре.
Мы можем производить маннозу путем окисления маннита или из глюкозы по пути трансформации Лори-де Брюйна-ван Экенштейна. Эти два метода очень важны, потому что нам нужно производить маннозу для использования в качестве пищевой добавки, которая важна для предотвращения инфекций мочевыводящих путей.
Если рассматривать химическую структуру молекулы маннозы, то она отличается от структуры глюкозы по второму углеродному хиральному центру (положение С2). Молекула маннозы имеет складку 4C1 в форме кольца в растворе. Это различие между глюкозой и маннозой приводит к очень разным биохимическим характеристикам этих двух гексоз.
В чем разница между глюкозой, галактозой и маннозой?
Галактоза и манноза являются эпимерами молекулы глюкозы. Ключевое различие между глюкозо-галактозой и маннозой заключается в том, что глюкоза представляет собой шестиуглеродную структуру, а галактоза представляет собой эпимер С4 глюкозы, тогда как манноза представляет собой эпимер С2 глюкозы. Кроме того, глюкоза естественным образом вырабатывается в результате фотосинтеза в растениях. Галактоза производится путем гидролиза лактозы, который катализируется ферментом лактазой, в то время как манноза производится путем окисления маннита или из глюкозы путем превращения Лори-де Брюйна-ван Экенштейна.
Ниже в инфографике подробно представлены различия между глюкозой, галактозой и маннозой.
Резюме – Глюкоза-галактоза против маннозы
Эпимер представляет собой изомер определенного соединения, которое имеет асимметричный атом углерода. Галактоза и манноза являются эпимерами глюкозы. Ключевое различие между глюкозо-галактозой и маннозой заключается в том, что глюкоза представляет собой шестиуглеродную структуру, а галактоза представляет собой эпимер С4 глюкозы, тогда как манноза представляет собой эпимер С2 глюкозы.
