Существуют ли различия в энергии изомеров глюкозы?

Существует много изомеров глюкозы, включая галактозу и фруктозу. Имеют ли они разные уровни химической энергии и почему? Что делает галактозу и фруктозу полезными по сравнению с глюкозой, и будут ли они более или менее энергоэффективными при хранении энергии?

По сути, могут ли изомеры иметь большую или меньшую химическую энергию, чем другие?

Ответы (1)

Обычные гексозы мало отличаются по энергосодержанию (имеется в виду энергия Гиббса образования, Δ ф г ). Но они имеют разную структуру и химические свойства. Глюкоза и галактоза представляют собой альдегиды, когда присутствуют в линейной форме (они представляют собой таутомеры ), а фруктоза представляет собой кетон, который придает несколько иные свойства. Они также используются в различных макромолекулах и других продуктах метаболизма. Например, галактоза входит в состав гемицеллюлозы растений, а глюкоза используется для гликопротеинов человека.

Глюкоза превратилась в основной сахар крови позвоночных животных, а другие сахара из рациона быстро превращаются в глюкозу. Такое расположение полезно, поскольку оно обеспечивает «общую валюту» углеводов, которыми можно обмениваться между клетками тела, и уменьшает количество ферментов, необходимых для центрального метаболизма. Преобразование фруктозы и галактозы в глюкозу имеет небольшую биохимическую стоимость, поэтому в этом смысле эти сахара дают немного меньше энергии клеткам человека, чем глюкоза. Но опять же, это не из-за врожденной разницы в содержании энергии, а скорее из-за того, как структурирована метаболическая сеть, где глюкоза является «центральным», предпочтительным метаболитом.

Однако в целом изомеры химических соединений могут иметь разные энергетические уровни, поскольку одни конфигурации энергетически более выгодны, чем другие. Классическим примером является различие между триозами глицеральдегид/дигидроксиацетон и их изомером лактатом, которые достаточно различаются по энергии, чтобы поддерживать синтез 2-АТФ в низших гликолизах.