Caractéristiques de Trehalosa, structure, fonctions

La Tréhalosa Il s'agit d'un disaccharide formé par deux α-D-glucose que l'on trouve dans de nombreux insectes, champignons et micro-organismes, mais ne peut pas être synthétisé par des vertébrés. Comme le saccharose, c'est un disaccharide non réducteur et qui peut former des cristaux simples.

Le Trehalosa est un glucides avec peu de puissance d'édulcorant, très soluble dans l'eau et utilisé comme source d'énergie et pour la formation d'exosquelette de chitine dans de nombreux insectes. Il fait partie des membranes cellulaires de plusieurs insectes et micro-organismes, qui le synthétisent.

Représentation de Haworth pour le Trehalosa (Source: FvasConcellos 18:56, 17 avril 2007 (UTC) [Domaine public] via Wikimedia Commons)

Il est utilisé dans l'industrie alimentaire comme stabilisateur et hydratant. Il est présent dans le jus de canne à sucre en tant que produit formé après la coupe de la canne, et est particulièrement stable au chauffage et à l'environnement acide.

Dans l'intestin humain, en raison de l'enzyme trehalase (présente dans les villos. L'absence de tréhalase produit une intolérance aux champignons.

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Caractéristiques et structure

Le Trehalosa a été décrit pour la première fois par Wiggers en 1832 comme un sucre inconnu présent dans le "Cornez du Centeno" (Claviceps purpurea), un champignon toxique.

Par la suite, Berthelot l'a trouvée dans les Capulos d'un scarabée appelé Larinus maculata, Communément appelé Tréhala. De là, le nom de Trehalosa est originaire.

Le tréhalose (α-d-glucopyranosyl α-d-glucopyranoside) est un disaccharide non réducteur dans lequel deux résidus de glycose D se joignent, un l'un de l'autre, à travers un hydrogène anomère. Trehalosa est largement distribué dans les plantes, les levures, les insectes, les champignons et les bactéries, mais ne se trouve pas chez les vertébrés.

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La chitine de l'exosquelette des insectes est formée à partir de l'UDP-N-acétyl-glucosamine par l'action d'une glycosyltransférase appelée élimination syntétasa. Chez les insectes, l'UDP-N-acétyl-glucosamine est synthétisé à partir du tréhalose.

Biosynthèse

Il existe cinq routes principales pour la biosynthèse du Trehalosa, dont trois sont les plus courantes.

Le premier a été décrit dans les levures et implique la condensation de l'UDP-glucose et du glucose 6-phosphate par la glycosyltransférase tréhalose au phosphate de synthèse 6.

La deuxième route a été décrite pour la première fois dans l'espèce du genre Pimelobacter et implique la transformation du maltose en une tréhalosa, une réaction catalysée par l'enzyme de synthétase, une transglucosidase.

La troisième route a été décrite dans différents genres procaryotes et implique l'isomérisation et l'hydrolyse du résidu terminal maltose d'un malto-oligosaccharide en raison de l'action d'une série d'enzymes pour produire du tréhalosa.

Alors que la plupart des organismes n'utilisent qu'une de ces voies pour la formation de Trehalosa, Mycobacteria et Corinebacteria utilisent les trois façons pour la synthèse de Trehalosa.

Le tréhalose est hydrolysé par une hydrolase Glucó appelée Trehalase. Bien que les vertébrés ne synthétisent pas le tréhalosa, il est réalisé dans l'intestin lorsqu'il est ingéré et est hydrolysé par la tréhalase.

Industriellement, le tréhalose est synthétisé enzymatiquement à partir d'un substrat d'amidon de maïs avec l'enzyme de malto-oligosyl-trothose Arthrobacter Ramosus.

Les fonctions

Trois fonctions biologiques fondamentales pour le Trehalosa ont été décrites.

1- comme une source de carbone et d'énergie.

2- comme protecteur de stress (sécheresses, salinisation du sol, chaleur et stress oxydatif).

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3- comme molécule signal ou régulateur du métabolisme des plantes.

Par rapport à d'autres sucres, Trehalosa a une compétence beaucoup plus grande pour stabiliser les membranes et les protéines contre la déshydratation. De plus, le Trehalosa protège les cellules contre le stress oxydatif et calorique.

Certains organismes peuvent survivre même lorsqu'ils ont perdu jusqu'à 90% de leur teneur en eau et cette capacité, dans de nombreux cas, elle est liée à la production de grandes quantités de Trehalosa.

Par exemple, sous lantation lente, le nématode Aphelenchus avenae Il convertit plus de 20% de son poids sec et sa survie est liée à la synthèse de ce sucre.

La capacité de Trehalosa à agir en tant que protecteur de la cagitation lipidique. Cela empêche la fusion et la séparation des phases membranales et, par conséquent, évite sa rupture et sa désintégration.

La conformation structurelle de l'Almeja Trehalosa (Bivalvo), formée par deux anneaux de sucre face à l'autre, permet de protéger les protéines et l'activité de nombreuses enzymes. Trehalosa est capable de former des structures vitreuses non cristallines dans des conditions de déshydratation.

Étant un disaccharide significatif largement distribué, il fait également partie de la structure de nombreux oligosaccharides présents dans les plantes et les animaux invertébrés.

Il s'agit du principal glucides de l'hémolymphe des insectes et est rapidement consommé dans des activités intenses telles que le vol.

Fonctions dans l'industrie

Dans l'industrie alimentaire, il est utilisé comme agent stabilisant et hydratant, étant possible pour le trouver dans des boissons laitières aromatisées, des thés froids, des produits transformés à base de poisson ou de produits en poudre. Il a également des applications dans l'industrie pharmaceutique.

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Il est utilisé pour protéger les aliments surgelés et, étant stable aux changements de température, pour éviter le changement de couleur sombre par les boissons. Il est également utilisé pour supprimer les odeurs.

En raison de sa grande puissance hydratante et de sa fonction de protection des protéines, il est inclus dans de nombreux produits destinés aux soins de la peau et des cheveux.

Industriellement, il est également utilisé comme édulcorant en remplacement du sucre dans les bonbons et les boulangeries, les boissons au chocolat et alcoolisées.

Fonctions biologiques expérimentales

Chez les animaux expérimentaux, certaines études ont montré que la tréhalosa est capable d'activer un gène (Aloxe 3) qui améliore la sensibilité à l'insuline, réduit le glucose hépatique et augmente le métabolisme des graisses. Ces enquêtes semblent prometteuses à l'avenir pour le traitement de l'obésité, du foie gras et du diabète de type II.

D'autres travaux ont montré certains avantages de l'utilisation de Trehalosa chez les animaux expérimentaux, tels que l'augmentation de l'activité des macrophages pour réduire les plaques terrifiantes et donc "nettoyer les artères".

Ces données sont très importantes, car elles permettre, à l'avenir, influencer efficacement la prévention de certaines maladies cardiovasculaires très fréquentes.

Les références

1. Crowe, J., Crowe, L., & Chapman, D. (1984). Préservation des membranes dans les organismes anhydrobiotiques: le rôle du tréhalose. Science, 223(4637), 701-703.
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