グルコースは最も一般的な砂糖です。地球上のあらゆる生物が利用できる炭水化物。市販でも簡単に入手できます。
グルコースは、他の化合物と何度も結合して多糖を形成できる単糖です。炭素原子が6個あるため、ヘキソース分子です。グルコース分子は直鎖として描かれていますが、グルコースにはさまざまな構造形態があります。グルコースの構造形態が異なるということは、回転と確認が異なることを意味します。
グルコース分子
グルコースは単糖です。つまり、糖分子のモノマー単位が 1 つしかありません。
炭素数 6 の化合物であるため、存在する炭素原子の数に基づいて単糖を分類すると、ヘキソース型の単糖です。
ヘキソースの他の例は、フルクトース、マンノースなどです。
グルコース分子の化学分子式は C6H12O6 です。
最初の炭素 (C1) にアルデヒド (-CHO) 基が存在します。したがって、単糖類を官能基の性質で分類するとアルドース型です。
グルコースは、細胞内の解糖のプロセスを通じて摂取した炭水化物を分解することにより、生体内で合成されます。
グルコースの代謝の結果として、分子は体内にグリコーゲンとして保存されるか、アデノシン三リン酸 (ATP) の形でエネルギーとして消費されます。
グルコースからのグリコーゲンの生成は、糖新生のプロセスを通じて行われます。
ATP の形でのエネルギーの解放は、クエン酸回路または発酵のプロセスを通じてグルコースを分解することによって発生します。
グルコース構造
グルコースは、6 つの炭素原子とその官能基としてのアルデヒドを含む糖です。
炭水化物がケトン基 (-CO) を官能基として持つ場合、ケトースと呼ばれます。
たとえば、ヘキソース単糖フルクトースは、6 炭素鎖の 2 番目の炭素にケトン官能基を含むケトースです。
グルコースを含むアルデヒドは、異性体であるため、フルクトースを含むケトンに変換できます。分子式は同じですが、構造と配置が異なります。
グルコース分子の炭素は共有結合によって結合されており、共有結合が壊れると生物にエネルギーをもたらします。
グルコース分子は、親炭素鎖に結合した 12 個の水素原子と 6 個の酸素原子で構成されています。
一般に、理解を容易にするために、グルコース分子は 6 個の炭素原子の直鎖として描かれています。
しかし、グルコースにはさまざまな構造形態があります。これは、グルコースがさまざまな条件下で鎖の性質、旋光度、およびその確認を変化させることを意味します.
グルコースは、人体の六角形を模倣した環状体としてほとんど存在します.
グルコースのさまざまな構造形態:
グルコース構造のフィッシャー射影
直鎖状グルコース鎖の 2D 構造を示しています。
上記の構造は、2 つの異なる形態のグルコース構造を示しています。
D-グルコースは右旋性のグルコースで、右旋性です。
デキストロ グルコース構造は、平面偏光を時計回りに回転させます。
L-グルコースは左旋性のグルコースで、左側に旋光性があります。つまり、左旋性です。
レボ グルコースは、平面偏光を反時計回りにねじります。
L グルコースと D グルコースは互いに鏡像です。
互いに鏡像であるため、エナンチオマーと呼ばれます。レボ型は、ブドウ糖の右旋型のエナンチオマーです。
グルコース構造のハワース射影
六角形のリング形式のグルコース分子の 3D 構造を示しています。
グルコースの六角環は、分子の C1 原子と C5 原子のアルデヒド基の酸素原子間の相互作用によって形成されます。
グルコースの環型は、ピラノース環を持っているため、化学的にグルコピラノースと呼ばれます.
環状グルコースの旋光性に基づいて、この分子はデキストロまたはレボ グルコースと呼ばれます。
また、官能基の方向に基づいて、グルコース分子にはアルファまたはベータの接頭辞が付けられます。
グルコース構造の椅子型コンフォメーション
シクロヘキサンの構造を表す最も正確な形式です。
分子の形状から「ボート構造」とも呼ばれます。
グルコース分子の原子の位置と傾きを明確に示しています。
上記の構造は、原子の赤道配置を示しています。つまり、原子は赤道面 (水平) に表示されます。
原子を垂直面で見ると、グルコース分子は軸配置で構造化されます。
結論
グルコースは、生物が代謝のためのエネルギーを生成および貯蔵するために不可欠な単糖類です。これは、最初の炭素原子にアルデヒド官能基を持つ 6 つの炭素を含むアルドースです。
グルコースは直鎖状で表されます。これとは別に、グルコースにはさまざまな構造形態があります。グルコース構造の異なる形態の例は、互いに鏡像であるため、エナンチオマーである右旋性および左旋性形態です。デキストロ グルコースはデキストロースとも呼ばれ、通常、レボ型よりも自然界に豊富に存在します。
