Language
Country/Area
No result found
اكتشاف التركيب الكيميائي للجلاكتوز: لماذا هو وثيق الصلة بالجلوكوز؟
الجلاكتوز، والذي يشار إليه أحيانًا باسم Gal، هو أحادي السكاريد ذو حلاوة مماثلة لسكر الجلوكوز، أي حوالي 65% من حلاوة السكروز. وهو عبارة عن ألدوز وجزيء C4 من الجلوكوز. عندما يتحد جزيء الجلاكتوز مع جزيء الجلوكوز يتكون اللاكتوز. يوجد شكل بوليمري من الجلاكتوز، يسمى الجالاكتان، في الهيميسليلوز، والذي يشكل فئة من الكربوهيدرات البوليمرية الطبيعية تسمى الجالاكتان. يُعرف D-galactose أيضًا باسم "سكر الدماغ" لأنه أحد مكونات الجليكوبروتينات (مركبات البروتين الأوليغوساكاريد) في الأنسجة العصبية.
في عالم الكيمياء الحيوية، يعتبر الجلاكتوز والجلوكوز بمثابة شركاء مقربين، يعتمدان على بعضهما البعض ويشكلان العديد من أحجار الزاوية في الحياة.
بنية الجلاكتوز
يمكن أن يوجد الجلاكتوز في أشكال سلسلة مفتوحة وحلقة. يحتوي الشكل المفتوح للسلسلة على مجموعة كربونيل في نهاية السلسلة. الشكل الدوري يحتوي على أربعة متزامرات، اثنان منها عبارة عن بيرانوز (حلقات مكونة من ستة أعضاء) والاثنان الآخران عبارة عن فورانوز (حلقات مكونة من خمسة أعضاء). في الشكل الدوري، نظرًا لأنه يتم إنشاء مركز فراغي جديد في موضع الكاربونيل في السلسلة المفتوحة عند التحويل من الشكل المفتوح السلسلة إلى الشكل الدوري، يتم إنتاج متزامرين، وهما الشكل ألفا والشكل بيتا.
وفقًا لتحليل الأشعة تحت الحمراء، يظهر الجلاكتوز امتدادًا واسعًا وقويًا من حوالي 2500 سم -1 إلى 3700 سم -1. وفي الوقت نفسه، يمكن أيضًا ملاحظة خصائص الجلاكتوز في طيف الرنين النووي المغناطيسي للبروتون (NMR) عند 4.7 جزء في المليون، و4.15 جزء في المليون، والعديد من التحولات الكيميائية الأخرى.
العلاقة بين اللاكتوز والجلاكتوز
اللاكتوز هو ثنائي السكاريد يتكون من تفاعل تجفيف الجلاكتوز والجلوكوز. يتم تحفيز تحلل اللاكتوز بواسطة اللاكتاز وبيتا غالاكتوزيداز، وهي إنزيمات من أوبيرون اللاكتوز في الإشريكية القولونية. في الطبيعة، يوجد اللاكتوز بشكل رئيسي في الحليب ومنتجات الألبان. لذلك، تحتوي العديد من الأطعمة المصنوعة من منتجات الألبان على اللاكتوز.
"يعتبر استقلاب الجلاكتوز أمرًا بالغ الأهمية لأنه لا يدعم إنتاج اللاكتوز فحسب، بل يلعب أيضًا مجموعة متنوعة من الأدوار الفسيولوجية."
أثناء عملية الرضاعة، يحتاج الإنسان إلى استهلاك الجلاكتوز والجلوكوز بنسبة 1:1 حتى تتمكن الغدد الثديية من تصنيع اللاكتوز وإفرازه. أظهرت الدراسات أنه عندما تستهلك النساء نظامًا غذائيًا غنيًا بالجلاكتوز، فإن جزءًا كبيرًا من اللاكتوز الذي ينتجنه يأتي من الجلوكوز والجلاكتوز في البلازما.
استقلاب الجلاكتوز
لا يستطيع جسم الإنسان تحويل الجلاكتوز إلى طاقة بشكل مباشر؛ بل يجب عليه أولاً أن يمر عبر سلسلة من المسارات الأيضية، وخاصة مسار ليلوار الشهير. يتضمن هذا المسار العديد من الإنزيمات الرئيسية، بما في ذلك غالاكتوكيناز (GALK)، وغالاكتوز-1-فوسفات يوريديل ترانسفيراز (GALT)، ويوريدين-غالاكتوز-4'-إبيميراز (GALE). تعمل هذه الإنزيمات معًا لتحويل β-D-galactose إلى UDP-glucose. كل خطوة من هذه العملية ضرورية. إذا كان هناك نقص في أي من الإنزيمات، فسيؤدي ذلك إلى عدم تحمل الجلاكتوز، مما يسبب ضائقة كبيرة للمريض.
مصادر الجلاكتوز
يوجد الجلاكتوز في منتجات الألبان والأفوكادو وبنجر السكر والعديد من الصمغ والمواد المخاطية. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أيضًا تصنيعه داخل الجسم كجزء من الجليكوليبيدات والجليكوبروتينات في الأنسجة المختلفة. وقد تشمل عملية تصنيعه أيضًا بعض عمليات التحويل الحيوي، مثل إنتاج الإيثانول من الجيل الثالث المستخرج من الأعشاب البحرية.
الأهمية السريرية أظهرت التجارب التي أجريت على الحيوانات مع التعرض لفترة طويلة للجالاكتوز D أن هذا قد يؤدي إلى تسريع عملية الشيخوخة. وبالإضافة إلى ذلك، أظهرت الدراسات أن الجرعات العالية من D-galactose يمكن أن تؤثر على خصوبة الكائنات الحية. وقد أشارت بعض الدراسات الأولية إلى وجود صلة محتملة بين الجلاكتوز وسرطان المبيض، إلا أن الفحص الواسع للنتائج لم يظهر أي ارتباط واضح. ركزت الدراسات الحديثة على التأثيرات الإيجابية المحتملة للجلاكتوز في أمراض الكلى مثل التصلب الأنبوبي البؤري. الخلفية التاريخيةفي وقت مبكر من عام 1855، لاحظ إي. أو. إردمان أن تحلل اللاكتوز ينتج مواد أخرى غير الجلوكوز. تم عزل الجلاكتوز لأول مرة ودراسته من قبل لويس باستور في عام 1856، عندما أطلق عليه اسم "اللاكتوز". وفي وقت لاحق، في عام 1860، أطلق عليه بورتيلو اسم "الجلاكتوز". في عام 1894، قام إميل فيشر وروبرت موريل بتحديد بنية الجلاكتوز.
أثبت الجلاكتوز أهميته في الكيمياء الحيوية والطب السريري، وقد تكشف الأبحاث المستقبلية المزيد عن هذا السكر. هل فكرت يومًا كيف يمكن لهذه المادة الشائعة، السكر، أن تؤثر بشكل كبير على صحة الإنسان ومرضه؟
