- Características e estrutura
- Biossíntese
- Recursos
- Funções na indústria
- Funções biológicas experimentais
- Referências
A trealose é um dissacarídeo constituído por duas glicose α-D-encontrada em muitos insetos, fungos e microrganismos, mas que não pode ser sintetizada por vertebrados. Como a sacarose, é um dissacarídeo não redutor e pode formar cristais simples.
A trealose é um carboidrato com pouco poder adoçante, muito solúvel em água e utilizado como fonte de energia e para a formação do exoesqueleto de quitina em muitos insetos. Faz parte das membranas celulares de vários insetos e microrganismos, que o sintetizam.
Representação da Haworth para Trehalose (Fonte: Fvasconcellos 18:56, 17 de abril de 2007 (UTC) via Wikimedia Commons)
É utilizado na indústria alimentícia como estabilizante e umectante. Está presente no caldo da cana-de-açúcar como produto formado após o corte da cana, sendo particularmente estável ao aquecimento e ao meio ácido.
No intestino humano, como resultado da enzima trealase (presente nas vilosidades do intestino delgado), a trealose é decomposta em glicose, que é absorvida junto com o sódio. A ausência de trealase produz intolerância aos cogumelos.
Características e estrutura
Trehalose foi descrito pela primeira vez por Wiggers em 1832 como um açúcar desconhecido presente na "cravagem do centeio" (Claviceps purpurea), um fungo venenoso.
Mais tarde, Berthelot o encontrou nos casulos de um besouro chamado Larinus Maculata, comumente chamado de trehala. Daí então o nome trealose.
Trehalose (α-D-glucopiranosil α-D-glucopiranosídeo) é um dissacarídeo não redutor no qual dois resíduos de D-glucoses estão ligados, um ao outro, por meio de hidrogênio anomérico. A trealose é amplamente distribuída em plantas, leveduras, insetos, fungos e bactérias, mas não é encontrada em vertebrados.
A quitina no exoesqueleto dos insetos é formada a partir da UDP-N-acetil-glucosamina pela ação de uma glicosiltransferase chamada quitina sintetase. Em insetos, o UDP-N-acetil-glucosamina é sintetizado a partir da trealose.
Biossíntese
Existem cinco vias principais para a biossíntese da trealose, das quais três são as mais comuns.
O primeiro foi descrito em levedura e envolve a condensação de UDP-glicose e glicose 6-fosfato pela glucosiltransferase trealose 6-fosfato sintetase, para produzir trealose 6-fosfato e hidrolisar ésteres de ácido fosfórico pela trealose 6-fosfato fosfatase.
A segunda via foi descrita pela primeira vez nas espécies do gênero Pimelobacter e envolve a transformação da maltose em trealose, reação catalisada pela enzima trealose sintetase, uma transglucosidase.
A terceira rota foi descrita em diferentes gêneros de procariotos e envolve a isomerização e hidrólise do resíduo de maltose terminal de um maltooligossacarídeo pela ação de uma série de enzimas para produzir trealose.
Enquanto a maioria dos organismos usa apenas uma dessas vias para a formação de trealose, micobactérias e corinebactérias usam todas as três vias para a síntese de trealose.
A trealose é hidrolisada por uma glicosídeo hidrolase chamada trealose. Enquanto os vertebrados não sintetizam a trealose, ela é obtida no intestino quando ingerida e é hidrolisada pela trealose.
Industrialmente, a trealose é sintetizada enzimaticamente a partir de um substrato de amido de milho com as enzimas malto-oligosil-trealose sintetase e malto-oligosil-trealose hidroxilase, de Arthrobacter Ramosus.
Recursos
Três funções biológicas fundamentais foram descritas para a trealose.
1- Como fonte de carbono e energia.
2- Como protetor de estresse (secas, salinização do solo, calor e estresse oxidativo).
3- Como sinal ou molécula reguladora do metabolismo vegetal.
Em comparação com outros açúcares, a trealose tem uma capacidade muito maior de estabilizar membranas e proteínas contra a desidratação. Além disso, a trealose protege as células contra o estresse oxidativo e calórico.
Alguns organismos podem sobreviver mesmo quando perderam até 90% de seu conteúdo de água e essa capacidade, em muitos casos, está relacionada à produção de grandes quantidades de trealose.
Por exemplo, sob desidratação lenta, o nematóide Aphelenchus avenae converte mais de 20% de seu peso seco em trealose e sua sobrevivência está relacionada à síntese desse açúcar.
A capacidade da trealose de atuar como protetora da bicamada lipídica das membranas celulares parece estar relacionada à sua estrutura única, que permite que as membranas retenham fluido. Isso evita a fusão e separação das fases da membrana e, portanto, evita sua ruptura e desintegração.
A conformação estrutural da trealose do tipo molusco (bivalve), formada por dois anéis de açúcar frente a frente, permite proteger proteínas e a atividade de muitas enzimas. A trealose é capaz de formar estruturas vítreas não cristalinas em condições de desidratação.
A trealose sendo um importante dissacarídeo amplamente distribuído, também faz parte da estrutura de muitos oligossacarídeos presentes em plantas e animais invertebrados.
É o principal carboidrato na hemolinfa dos insetos e é rapidamente consumido em atividades intensas como voar.
Funções na indústria
Na indústria alimentícia é utilizado como agente estabilizante e umectante, podendo ser encontrado em bebidas lácteas aromatizadas, chás frios, produtos industrializados à base de pescado ou em pó. Também tem aplicações na indústria farmacêutica.
É utilizado para proteger alimentos congelados e, por ser estável às mudanças de temperatura, para evitar a mudança de cor escura das bebidas. Ele também é usado para suprimir odores.
Devido ao seu grande poder hidratante e função protetora das proteínas, está presente em diversos produtos destinados aos cuidados com a pele e os cabelos.
Industrialmente, também é usado como adoçante para substituir o açúcar em confeitaria e panificação, chocolate e bebidas alcoólicas.
Funções biológicas experimentais
Em animais experimentais, alguns estudos mostraram que a trealose é capaz de ativar um gene (aloxe 3) que melhora a sensibilidade à insulina, reduz a glicose hepática e aumenta o metabolismo da gordura. Esta pesquisa parece ser promissora no futuro para o tratamento da obesidade, esteatose hepática e diabetes tipo II.
Outros trabalhos mostraram alguns benefícios do uso da trealose em animais experimentais, como o aumento da atividade dos macrófagos para reduzir as placas de ateroma e, assim, "limpar as artérias".
Estes dados são muito importantes, pois permitirão, no futuro, influenciar de forma eficaz na prevenção de algumas doenças cardiovasculares muito frequentes.
Referências
- Crowe, J., Crowe, L., & Chapman, D. (1984). Preservação de membranas em organismos anidrobióticos: o papel da trealose. Science, 223 (4637), 701–703.
- Elbein, A., Pan, Y., Pastuszak, I., & Carroll, D. (2003). Novos insights sobre trealose: uma molécula multifuncional. Glycobiology, 13 (4), 17-27.
- Finch, P. (1999). Carboidratos: Estruturas, Sínteses e Dinâmicas. Londres, Reino Unido: Springer-Science + Business Media, BV
- Stick, R. (2001). Carboidratos. As Doces Moléculas da Vida. Academic Press.
- Stick, R., & Williams, S. (2009). Carbohydrates: The Essential Molecules of Life (2ª ed.). Elsevier.