2016年8月18日 星期四

從葡萄乾來的葡萄糖(glucose)

葡萄糖。圖片來源:Wiki

葡萄糖 (glucose)英文名稱其實就是「甜的糖」的意思,因為字首 gluc(o)- 源自希臘文 glykys,意為「甜」(sweet);gluc(o)- 也可以寫作 glyc(o)-,而字尾-ose就是糖的意思。

第一個發現葡萄糖的人是德國的化學家馬格列夫 (Andreas Marggraf ,1709-1782),他在1747年從葡萄乾(raisins)裡面分離出葡萄糖;所以葡萄糖有個俗稱叫做 grape sugar。「葡萄糖」(glucose)這個名稱是在1838年由法國化學家讓 - 巴蒂斯特·杜馬(Jean-Baptiste Dumas,1800-1884)取的。而葡萄糖的結構則是由德國化學家埃米爾·菲舍爾(Emil Fischer,1852–1919)定出來的,他因為對糖的結構的研究,得了1902年的諾貝爾化學獎(其實他對胺基酸的研究貢獻也很大)。

不論是好氧(aerobic)或厭氧(anaerobic)的生物,都需要葡萄糖作為主要的能量來源。我們的大腦、胚胎組織更是完完全全的依賴葡萄糖!因此,生物發展出不同的儲存葡萄糖的形式;動物與微生物儲存肝醣(glycogen),植物儲存澱粉(starch)蔗糖(sucrose)。肝醣與澱粉全部都由葡萄糖組成,蔗糖則有一半是葡萄糖,另一半是果糖(fructose)。哺乳動物主要運輸的碳水化合物就是葡萄糖,而植物主要運輸的碳水化合物是蔗糖,其中也有一半是葡萄糖;昆蟲運輸的是海藻糖(trehalose),是由葡萄糖構成不具有還原力的雙糖。由於葡萄糖有還原力,使得糖尿病(diabetes)的病人若血糖控制不佳,當血糖(也就是葡萄糖)濃度高時,會開始還原細胞膜上的脂質、蛋白質等,對細胞造成損害;長久下來,如腎臟等器官就會出現問題。

除此了能量的用途之外,植物的細胞壁主要由纖維素(cellulose)構成,而纖維素也是葡萄糖;昆蟲與甲殼類會合成幾丁質(chitin,一名甲殼素),而幾丁質是葡萄糖的衍生物 N-乙酰葡萄糖胺(N-acetylglucosamine)所構成的聚合物。哺乳動物在授乳時期,雌性動物的乳腺會製造乳糖(lactose),乳糖也有一半是葡萄糖(另一半是半乳糖 galactose)。

葡萄糖還可以用來合成維生素C(vitamin C,ascorbic acid),不過人類因為少了中間的某些酵素,所以無法合成,一定要從飲食中取得。由於維生素C主要出現在蔬菜水果中,造成在十六世紀的地理大發現時,遠洋航行常常伴隨著因維生素C不足導致的壞血症(scurvy),後來發現只要帶著檸檬(汁),就可以避免這個問題。

參考資料:

Bioetymology. Glucose.

Wikipedia. Glucose.

Nobel Prizes and Laureates. Emil Fischer - Facts. Nobelprize.org.

沒有留言:

張貼留言