גלוקוז

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית

גלוקוז

שם מדעי 6-(הידרוקסילמתיל)אוקסאן-2,3,4,5-טטרול
שם נרדף לאיזומר D של גלוקוז דקסטרוז
סוגי המולקולה D גלוקוז α D Glucose (אפלא D גלוקוז), β D Glucose (בתא D גלוקוז)
שם מקוצר Glc
נוסחה כימית C6H12O6
מסה מולרית 180.16g/mol
נקודת התכה α די גלוקוז: 146 ; β די גלוקוז: 150
צפיפות 1.54 g/cm3
מספר CAS [50-99-7] (איזומר D)
מספר CAS [921-60-8] (איזומר L)

גלוקוז (Glucose,Glc) הוא חד-סוכר ממשפחת הסוכרים, הנפוץ והחשוב ביותר מביניהם. למעשה, זוהי התרכובת האורגנית הנפוצה ביותר על-פני כדור הארץ, והיא מיוצרת בכמות של 50 מיליארד טונות בכל שנה, רובם על-ידי יצורים פוטוסינתטיים.

גלוקוז הוא החומר המרכזי המשמש בתהליך הפקת אנרגיה ביצורים חיים, והמגיב הראשון בתהליך הנשימה התאית, חלק מתהליך המטבוליזם. הוא מופק כתוצר עיקרי בתהליך הפוטוסינתזה. הגלוקוז חיוני לכל היצורים החיים, ובלעדיו לא יכולים החיים להתקיים. הגלוקוז משמש לתהליכי המטבוליזם בתאים פרוקריוטיים ובתאים אאוקריוטים כאחד.

הגלוקוז ידוע גם בשמות גלוקוזה ו-סוכר ענבים בשל הימצאו בעסיס הענבים.

רק שני איזומרים מקבוצת החד סוכרים האלדוהקסוזים (ראו: כימיה לקבלת מידע נוסף) ידועים כגלוקוז, ורק אחד מהם, איזומר D של הגלוקוז נחשב לפעיל מבחינה ביולוגית. צורתו הטבעית של איזומר D מוכרת גם בשם דקסטרוז וזהו כינויו הנפוץ ביותר של הגלוקוז בתעשיית המזון.

מכיוון שאיזומר L של הגלוקוז איננו יכול להצרך כגורם אנרגייה בתאים, ערך זה עוסק רק באיזומר D של הגלוקוז.

תוכן עניינים

[עריכה] כימיה

מבחינה כימית גלוקוז הוא הקסוז - חד-סוכר המכיל 6 אטומי פחמן (הקסא ביוונית פירושו "6"). נוסחתו של גלוקוז היא: C6H12O6. גלוקוז הוא גם אלדוז - סוכר המכיל את הקבוצה הפונקציונלית אלדהיד (CHO) וגם אלדוהקסוז - גם אלדוז וגם הקסוז, כלומר, חד סוכר המכיל 6 אטומי פחמן וגם סוכר המכיל את הקבוצה הפונקציולנית אלדהיד. משקלו המולקולרי של גלוקוז הינו 180.18 גרם למול.


גלוקוז יכול להופיע בצורת שרשרת פתוחה, אך בדרך-כלל נוטה קבוצת האלדהיד להגיב עם אחת מקבוצות ההידרוקסיל (OH), והשרשרת נסגרת לטבעת בעלת 5 פחמנים (ועוד פחמן הקשור אליה), המכונה טבעת הקסנוז. מבין כל האלדוזות, טבעת הגלוקוז היא היציבה ביותר, דבר המסביר את תפוצתו העצומה של סוכר זה.

[עריכה] מבנים

מולקולת הגלוקוז יכולה להמצא בטבע גם בצורת מולקולה ישרה (אציקלית, ההפכך מציקלית) וגם בצורת טבעת (ציקלית מהמילה ציקלו), כמוצג בגלריית התמונות בפסקת כימיה, מעבר בין הצורות יכול להגרם על ידי תגובה המתרחשת בין אטום הפחמן של קבוצת האלדהיד ובין קבוצת ההידרוקסיל של הפחמן החמישי בשרשרת, ויצירת קבוצת המיאצטון ולהפך, דבר הגורם ליצירת טבעת או פירוק טבעת ליצירת מולקולה ישרה.

[עריכה] ביולוגיה

בביולוגיה, הגלוקוז הוא חומר המוצא של תהליך הפקת האנרגיה הבסיסי ביותר בכל היצורים החיים: הגליקוליזה. בתהליך זה מפורק הגלוקוז לשתי מולקולות תלת-פחמניות של פירובט; פירוק זה גורם לשחרור אנרגיה רבה, המנוצלת לקיום תהליכי התא. בחלק מהיצורים (ראו: אנארובי ותסיסה) מנוצל הפירובט לייצור תוצרים סופיים, כגון אתנול; ביצורים אווירניים (אארוביים) מהווה הגליקוליזה רק את השלב הראשון של תהליך יצור האנרגיה; הפירובט ממשיך להגיב ובסוף התהליך (הקרוי נשימה תאית) מופקת אנרגיה גדולה בהרבה מזו המופקת בגליקוליזה לבדה.

במקביל לתהליך זה, בו מפורק גלוקוז, קיימים בטבע שני תהליכים עיקריים בהם גלוקוז מיוצר:

צמחים הם מקור הגלוקוז היחידי של בעלי החיים. בעלי החיים אוכלים את הצמחים, על הגלוקוז האגור בהם, או, במקרה של טורפים אמיתיים, אוכלים בעלי חיים אחרים שאכלו צמחים.

גלוקוז מהווה חומר מוצא לתרכובות ביוכימיות רבות בבעלי חיים. הגלוקוז הופך בתהליך הגליקוליזה, כאמור, לפירובט, תרכובת תלת-פחמנית. שינוי קל של פירובט הופך אותו לגליצרול, המהווה את הבסיס לכל הליפידים. מספר תוצרים של הגליקוליזה ושל מעגל קרבס מומרים לחומצות אמינו; הגלוקוז מהווה, אם כך, חומר מוצא לחלבונים. קבוצת התרכובות הביוכימיות שנותרה היא הנוקלאוטידים; הסוכר הקיים בכל הנוקלאוטידים, ריבוז, מיוצר מגלוקוז בתהליך הקרוי מסלול הפנטוז פוספט.

[עריכה] קישורים חיצוניים


מטבוליזם
נשימה תאית
גליקוליזה - מעגל קרבס - זרחון חמצוני
מסלולים מטבוליים נוספים
גלוקונאוגנזה - מסלול הפנטוז פוספט - תסיסה - פוטוסינתזה - ניטריפיקציה
מעגל קורי - מעגל קלווין - מעגל הגליוקסילט
תרכובות עיקריות
ATP - גלוקוז - פירובט - NAD - כלורופיל
מגוון מטבולי
אארובי - אנארובי - הטרוטרוף - אוטוטרוף