Jump to content

Ксилан

(Перенаправлено из гетероксилана )
Структура ксилана в лиственных породах. [ 1 ]
Клеточная стенка растений состоит из целлюлозы, гемицеллюлозы, пектина и гликопротеинов. [ 2 ] Гемицеллюлозы (гетерогенная группа полисахаридов) сшит гликаны сшивки, взаимодействующие с целлюлозными волокнами и образуют структуру, подобную сетке, для отложения других полисахаридов.

Xylan ( / ˈ z l æ n / ; [ 3 ] / Z l Большинство / [ 4 ] ) ( Номер CAS : 9014-63-5) является типом гемицеллюлозы , полисахарид, состоящий в основном из ксилозы остатков . Он обнаруживается в растениях , во вторичных клеточных стенках дикотов и всех клеточных стенков трав . [ 5 ] Ксилан является третьим наиболее распространенным биополимером на Земле после целлюлозы и хитина . [ Цитация необходима ]

Композиция

[ редактировать ]

Ксиланы представляют собой полисахариды , состоящие из β-1,4-связанных ксилозных остатков ( пентозный сахар ) с боковыми ветвями α-арабинофуранозы и/или α-глюкуроновых кислот. На основании замещенных групп ксилан можно классифицировать на три класса I) глюкуроноксилан (Gx) II) нейтральный арабиноксилон (AX) и III) глюкуроноаарабиноксилан (GAX). [ 6 ] В некоторых случаях способствуют сшиванию целлюлозных микрофибриллов и лигнина через остатки феруловой кислоты. [ 7 ]

Возникновение

[ редактировать ]

Структура растительных клеток

[ редактировать ]

Ксиланы играют важную роль в целостности клеточной стенки растений и увеличивают непокорное лечение клеточной стенки до ферментативного расщепления ; [ 8 ] [ 9 ] Таким образом, они помогают растениям защищаться от травоядных и патогенных микроорганизмов (биотический стресс). Ксилан также играет значительную роль в росте и развитии растений. Как правило, содержание ксиланов в лиственных породах составляет 10-35%, тогда как они составляют 10-15% в хвост . Основным компонентом ксилана в лиственных породах является O-ацетил-4-O-метилглюкуроноксилан, тогда как арабино-4-о-метилглюкуроноксилан является основным компонентом в хвост. В целом, ксиланы из хвойной древесины отличаются от ксиланов лиственных пород из-за отсутствия ацетильных групп и присутствия арабинозных единиц, связанных α- (1,3) -гликозидными связями с основной цепью ксилана. [ 10 ]

Водоросли

[ редактировать ]

Некоторые макрофитические зеленые водоросли содержат ксилан (в частности, гомоксилан [ 11 ] ) особенно те, кто в Codium и Bryopsis родах [ 12 ] где он заменяет целлюлозу в матрице клеточной стенки . Точно так же он заменяет внутренний слой фибриллярной клеточной стенки целлюлозы в некоторых красных водорослях .

Пищевая наука

[ редактировать ]

На качество зерновой муки и твердость теста влияют их содержание ксилана, [ 6 ] Таким образом, играя значительную роль в хлебной промышленности. Основной компонент ксилана может быть преобразован в ксилол (производное ксилозы), которое используется в качестве натурального подсластителя пищи, которое помогает уменьшить зубные полости и действует как заменитель сахара для пациентов с диабетом. Корм птицы имеет высокий процент ксилана. [ 6 ]

Ксилан является одним из главных анти-питательных факторов в общем использовании сырье. Ксилолгосахариды, полученные из ксилана, считаются «функциональной пищей» или пищевыми волокнами [ 13 ] из -за их потенциальных пребиотических свойств. [ 14 ]

Кристалличность

[ редактировать ]
Оптическое микроскоп изображение монокристаллов ячменной соломы ксилана, установленных в Nephrax (воспроизведено из Yundt 1949).

Регулярные схемы ветвления Xylans могут облегчить их совместную кристаллизацию с целлюлозой в клеточной стенке растений. [ 15 ] Ксилан также имеет тенденцию кристаллизоваться из водного раствора. [ 16 ] Дополнительные полиморфы (1 → 4) -β-D-ксилана были получены путем кристаллизации из нетвамовых сред. [ 17 ]

Биосинтез

[ редактировать ]

Несколько гликозилтрансферазы участвуют в биосинтезе ксиланов. [ 18 ] [ 19 ]

У эукариот GT представляют от 1% до 2% генных продуктов. [ 20 ] GT собираются в комплексы, существующие в аппарате Гольджи. Однако никакие комплексы синтазы ксилана не были выделены из арабидопсиса тканей (DICOT). Первый ген, участвующий в биосинтезе ксилана, был выявлен на ксилемых мутантах (IRX) у Arabidopsis thaliana из -за некоторой мутации, влияющей на гены биосинтеза ксилана. В результате был замечен аномальный рост растений из -за истончения и ослабления вторичных клеточных стен ксилемы. [ 21 ] Arabidopsis Мутант IRX9 (AT2G37090), IRX14 (AT4G36890), IRX10/GUT2 (AT1G27440), IRX10-L/GUT1 (AT5G61840) показал дефект в биосинтезе ксилана. [ 21 ] Arabidopsis Считается, что мутанты IRX7 , IRX8 и Parvus связаны с сокращающим биосинтезом олигосахаридов. [ 22 ] Таким образом, многие гены были связаны с биосинтезом ксилана, но их биохимический механизм до сих пор неизвестен. Zeng et al . (2010) Иммуно-парифицированная активность синтазы ксилана из этиолированных микросомов этиолированной пшеницы ( Triticum aestivum ). [ 23 ] Jiang et al . (2016) сообщили о комплексе синтазы ксилана (XSC) из пшеницы, который имеет центральное ядро, образованное из двух членов семейств GT43 и GT47 (база данных CAZY). Они очистили активность синтазы ксилана из протеомики с помощью протеомического анализа и показали, что двух членов TAGT43 и TAGT47 достаточны для синтеза ксиланоподобного полимера in vitro. [ 24 ]

Ксиланаза преобразует ксилан в ксилозу . Учитывая, что растения содержат до 30% ксилана, ксиланаза важна для цикла питательных веществ . [ 25 ] Разложение ксилана и других гемицеллюлозов имеет отношение к производству биотоплива . Будучи менее кристаллическими и более высоко разветвленными, эти гемицеллюлозы особенно подвержены гидролизу . [ 26 ] [ 27 ]

Исследовать

[ редактировать ]

Как основной компонент растений, Xylan потенциально является значительным источником возобновляемой энергии, особенно для биотоплива второго поколения. [ 28 ] Тем не менее, ксилоза (костяк ксилана) представляет собой пентозный сахар, который трудно ферментировать во время преобразования биотоплива, потому что микроорганизмы, такие как дрожжи, не могут естественным образом ферментировать пентозу. [ 29 ]

  1. ^ Horst H. Nimz, Uwe Schmitt, Eckart Schwab, Otto Wittmann, Franz Wolf "Wood" в энциклопедии Ульмана промышленной химии , 2005, Wiley-VCH, Weinheim. Два : 10.1002/14356007.A28_305
  2. ^ Carpita, Nicholas C. (2011-01-01). «Обновление о механизмах биосинтеза клеточной стенки растений: как растения делают целлюлозу и другие (1 → 4) -β-D-гликаны» . Физиология растений . 155 (1): 171–184. doi : 10.1104/pp.110.163360 . ISSN   0032-0889 . PMC   3075763 . PMID   21051553 .
  3. ^ Коллинз английский словарь
  4. ^ Хоутон Миффлин Харкорт, Американский словарь английского языка Американского наследия , Хоутон Миффлин Харкорт.
  5. ^ Mellerowicz, EJ; Горшкова, Т.А. (2011-11-16). «Выработка напряженного напряжения в желатиновых волокнах: обзор и возможный механизм, основанный на структуре и составе клеточной стены» . Журнал экспериментальной ботаники . 63 (2): 551–565. doi : 10.1093/jxb/err339 . ISSN   0022-0957 . PMID   22090441 .
  6. ^ Jump up to: а беременный в Файк, Ахмед (2010-06-01). «Биосинтез ксилана: новости из травы» . Физиология растений . 153 (2): 396–402. doi : 10.1104/pp.110.154237 . ISSN   0032-0889 . PMC   2879768 . PMID   20375115 .
  7. ^ Балакшин, Михаил; Capanema, Ewellyn; Грач, Ханна; Чанг, Хоу-Мин; Jameel, Hasan (2011-02-05). «Количественная оценка лигнин-карбогидратных связей со спектроскопией ЯМР с высоким разрешением». Планта 233 (6): 1097–1110. doi : 10.1007/s00425-011-1359-2 . ISSN   0032-0935 . PMID   21298285 . S2CID   13080720 .
  8. ^ Де Оливейра, Диони Матиас; Finger-Teixeira, Aline; Родригес Мота, Thiane; Сальвадор, Виктор Хьюго; Морейра-Вилар, Флавия Каролина; Корреа Молинари, Хьюго Бруно; Крейг Митчелл, Роуэн Эндрю; Marchosi, Rogério; Ferrarese-Filho, Osvaldo; Dantas Dos Santos, Wanderley (2015). «Ферлоновая кислота: ключевой компонент в перемещении лигноцеллюлозной лигноцеллюлозы к гидролизу» (PDF) . Plant Biotechnology Journal . 13 (9): 1224–1232. Doi : 10.1111/pbi.12292 . PMID   25417596 . S2CID   6171914 .
  9. ^ FAIK, AHMED (2013), «Пратомирование структуры клеточной стенки растительной клеток» Критическая связь при превращении биомассы в ферментируемые сахара , Springerbriefs в молекулярной науке, Springer Netherlands, стр. 1–30, doi : 10.1007/978-94-007-6052 -3_1 , ISBN  9789400760516
  10. ^ Sixta, Herbert, ed. Справочник по мякоти . Vol. С. ISBN  978-3-527-30999-3 .
  11. ^ Ebringervá, Anna; Хромадкова, Здена; Heinze, Thomas (2005-01-01). Heinze, Томас (ред.). Гемицеллюлоза . Достижения в области полимерной науки. Спрингер Берлин Гейдельберг. Стр. 1–67. Doi : 10.1007/b136816 . ISBN  9783540261124 .
  12. ^ «Ксилан гликопродуц для наук о жизни - инженерные и производство» . www.elicityl-oligotech.com . Получено 2016-04-20 .
  13. ^ Alonso JL, Dominguez H, Garrote G, Parajo JC, Vazques MJ (2003). «Ксилолгосахариды: свойства и технологии производства». Электрон. J. Environ. Сельскохозяйственный Пищевая химия . 2 (1): 230–232.
  14. ^ Broekaert, WF; Кортин, CM; Verbeke, C.; Ван де Вили, Т.; Verstraete, W.; Delcour, JA (2011). «Пребиотические и другие связанные с здоровьем эффекты арабиноксиланов, происходящих из зерновых, арабиноксилана-олигосахаридов и ксилолгосахаридов». Критические обзоры в области питания и питания . 51 (2): 178–194. doi : 10.1080/10408390903044768 . PMID   21328111 . S2CID   205689400 .
  15. ^ Симмонс, Томас Дж.; Мортимер, Дженни С.; Bernardinelli, Oigres D.; Pöppler, Ann-Cristin; Браун, Стивен П.; Deazevedo, Eduardo R.; Дюпри, Рэй; Дюпри, Пол (декабрь 2016 г.). «Складывание ксилана на фибриллы целлюлозы в растительных клеточных стенках, выявленных твердотельным ЯМР» . Природная связь . 7 (1): 13902. Bibcode : 2016natco ... 713902s . doi : 10.1038/ncomms13902 . ISSN   2041-1723 . PMC   5187587 . PMID   28000667 .
  16. ^ Смит, Питер Дж.; Карри, Томас М.; Ян, Чон-Йе; Барнс, Уильям Дж.; Зиглер, Саманта Дж.; Миттал, Ашутош; Moremen, Kelley W.; Йорк, Уильям С.; Bomble, Yannick J.; Пенья, Мария Дж.; Urbanowicz, Breeanna R. (2022-07-13). «Ферментативный синтез микрочастиц ксилана с настраиваемыми морфологиями» . ACS Материалы Au . 2 (4): 440–452. doi : 10.1021/acsmaterialsau.2c00006 . ISSN   2694-2461 . PMC   9284610 . PMID   35856073 .
  17. ^ Мэн, Чжуоджун; Савада, Дайсуке; Лейн, Кристиан; Огава, Ю; Виртанен, Томми; Нишияма, Йошихару; Таммелин, Tekla; Kontturi, Eero (2021-02-08). «Восходящая конструкция нанокристаллов ксилана в диметилсульфоксиде» . Биомакромолекулы . 22 (2): 898–906. doi : 10.1021/acs.biomac.0c01600 . ISSN   1525-7797 . PMID   33410657 . S2CID   230818554 .
  18. ^ Поли, Маркус; Гилла, Саша; Лю, Lifeng; Мансури, Насим; Де Соуза, Амансио; Schultink, Алекс; Xiong, Гуангин (2013). «Биосинтез гемицеллюлозы». Планта 238 (4): 627–642. doi : 10.1007/s00425-013-1921-1 . PMID   23801299 . S2CID   17501948 .
  19. ^ Чжун, Руикин; Ye, Zheng-Hua (2015). «Вторичные клеточные стенки: биосинтез, узорное осаждение и регуляция транскрипции» . Физиология растений и клеток . 56 (2): 195–214. doi : 10.1093/pcp/pcu140 . PMID   25294860 .
  20. ^ Lairson, LL; Henrissat, B.; Дэвис, GJ; Withers, SG (2008-06-02). «Гликозилтрансферазы: структуры, функции и механизмы». Ежегодный обзор биохимии . 77 (1): 521–555. doi : 10.1146/annurev.biochem.76.061005.092322 . ISSN   0066-4154 . PMID   18518825 .
  21. ^ Jump up to: а беременный Wu, ai-min; Hörnblad, Emma; Voxeur, Aline; Гербер, Лоренц; Рихуи, Кристоф; Леруж, Патрис; Маршант, Алан (2010-06-01). «Анализ пар Arabidopsis IRX9/IRX9-L и IRX14/IRX14-L генов гликозилтрансферазы выявляет критический вклад в биосинтез гемицеллюлозного глюкуроноксилана» . Физиология растений . 153 (2): 542–554. doi : 10.1104/pp.110.154971 . ISSN   0032-0889 . PMC   2879767 . PMID   20424005 .
  22. ^ Пенья, Мария Дж.; Чжун, Руикин; Чжоу, Гонг-ке; Ричардсон, Элизабет А.; О'Нил, Малкольм А.; Дарвилл, Алан Г.; Йорк, Уильям С.; Ye, Zheng-Hua (2007-02-01). «Arabidopsis нерегулярный Xylem8 и нерегулярный Xylem9: последствия для сложности биосинтеза глюкуроноксилана» . Растительная ячейка . 19 (2): 549–563. doi : 10.1105/tpc.106.049320 . ISSN   1040-4651 . PMC   1867335 . PMID   17322407 .
  23. ^ Зенг, Вэй; Чаттерджи, Мохор; Файк, Ахмед (2008-05-01). «УДП-ксилозо-стимулированная глюкуронилтрансфераза в микросомальных мембранах пшеницы: характеристика и роль в биосинтезе ксилана глюкуроно (арабино)» . Физиология растений . 147 (1): 78–91. doi : 10.1104/pp.107.115576 . ISSN   0032-0889 . PMC   2330321 . PMID   18359844 .
  24. ^ Цзян, Нэн; Wiemels, Richard E.; Соя, Аарон; Уитли, Ревекка; Хелкий, Майкл; Файк, Ахмед (2016-04-01). «Композиция, сборка и торговля комплексом синтазы ксилана пшеницы» . Физиология растений . 170 (4): 1999–2023. doi : 10.1104/pp.15.01777 . ISSN   0032-0889 . PMC   4825154 . PMID   26917684 .
  25. ^ Ютуру, Вирш; Ву, Джин Чуан (2012). «Микробные ксиланазы: инженерные, производственные и промышленные применения». Биотехнологические достижения . 30 (6): 1219–1227. doi : 10.1016/j.biotechadv.2011.11.006 . PMID   22138412 .
  26. ^ Chiaramonti, David; Прусси, Маттео; Ферреро, Симона; Ориани, Луис; Ottonello, Piero; Торре, Паоло; Черчи, Франческо (2012). «Обзор процессов преттата для производства лигноцеллюлозного этанола, а также разработки и инновационного метода». Биомасса и биоэнергетика . 46 : 25–35. Doi : 10.1016/j.biompioe.2012.04.020 .
  27. ^ Карвалью, Ана Флавия Азеведо; Нето, Педро де Олива; Да Силва, Дуглас Фернандес; Пасторе, Глаусия Мария (2013). «Ксилоолигосахариды из лигноцеллюлозных материалов: химическая структура, польза для здоровья и производство с помощью химического и ферментативного гидролиза». Food Research International . 51 : 75–85. Doi : 10.1016/j.foodres.2012.11.021 .
  28. ^ Джонсон, Ким Л.; Гидли, Майкл Дж.; Bacic, Antony; Доблин, Моника С. (2018). «Биомеханика клеточной стенки: проведенная задача в манипулировании растительными клеточными стенками« подходит для цели »!». Текущее мнение о биотехнологии . 49 : 163–171. doi : 10.1016/j.copbio.2017.08.013 . ISSN   0958-1669 . PMID   28915438 .
  29. ^ Ренни, Эмили А.; Scheller, Henrik Vibe (2014-04-01). «Биосинтез ксилана». Текущее мнение о биотехнологии . 26 : 100–107. doi : 10.1016/j.copbio.2013.11.013 . ISSN   0958-1669 . PMID   24679265 .
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 4f24e6c0a2bb0edf768eb60e8c062a0b__1696928400
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/4f/0b/4f24e6c0a2bb0edf768eb60e8c062a0b.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Xylan - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)