Trehalose là gì? Các công bố khoa học về Trehalose
Trehalose là một loại đường tổng hợp tự nhiên có công thức hóa học là C12H22O11. Nó được tìm thấy trong nhiều loài vi khuẩn, động vật và thực vật. Trehalose có ...
Trehalose là một loại đường tổng hợp tự nhiên có công thức hóa học là C12H22O11. Nó được tìm thấy trong nhiều loài vi khuẩn, động vật và thực vật. Trehalose có khả năng bảo quản nước và bảo vệ tế bào khỏi tác động của điều kiện môi trường biến đổi như lạnh, nóng, hạn chế nước và xâm nhập tia UV. Do đó, trehalose đã được sử dụng rộng rãi trong các sản phẩm thực phẩm, dược phẩm và mỹ phẩm như chất bảo quản, chất chống đông đặc, chất làm mềm da và chất bổ dưỡng. Ngoài ra, nghiên cứu cũng cho thấy trehalose có khả năng kháng khuẩn, chống nhiễm khuẩn và khả năng hỗ trợ điều trị bệnh tim và tiểu đường.
Trehalose được tạo thành từ hai phân tử glucose kết dính với nhau thông qua một liên kết α,α-1,1-glycosidic. Công thức này cho phép trehalose có khả năng bảo quản nước và duy trì độ ẩm, giúp tế bào tồn tại trong điều kiện khắc nghiệt.
Trehalose có tính chống oxi hóa và kháng khuẩn, giúp bảo vệ tế bào khỏi sự hủy hoại của các gốc tự do và tác nhân vi khuẩn. Ngoài ra, trehalose còn có khả năng chống nhiễm khuẩn và hỗ trợ quá trình tự sửa chữa của tế bào.
Trong ngành thực phẩm, trehalose được sử dụng như một chất bảo quản tự nhiên. Nó có khả năng bảo quản hương vị, màu sắc, độ cứng và độ ẩm của sản phẩm trong thời gian dài mà không ảnh hưởng đến chất lượng. Đồng thời, trehalose cũng có thể thay thế đường thông thường trong các sản phẩm ăn uống để giảm lượng đường và tăng tính ổn định.
Trong ngành dược phẩm, trehalose được sử dụng như một chất chống đông đặc và tạo hình cho các dạng dùng thuốc. Nó có khả năng bảo quản thuốc mà không gây tác động đến tác dụng của chúng.
Trong ngành mỹ phẩm, trehalose được sử dụng như một chất làm mềm da và chất bổ dưỡng cho da. Nó giúp duy trì độ ẩm và cân bằng độ dầu tự nhiên của da, giúp da mềm mượt và đàn hồi.
Nghiên cứu cũng đã chỉ ra rằng trehalose có khả năng hỗ trợ điều trị bệnh tim và tiểu đường. Tuy nhiên, cần nghiên cứu thêm để xác định rõ hơn về hiệu quả và cơ chế tác động của trehalose trong việc điều trị các bệnh này.
Trehalose có một số tính chất đặc biệt và ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, và dưới đây là một số thông tin chi tiết hơn về nó:
1. Độ bền nhiệt: Trehalose có khả năng chịu nhiệt độ cao hơn so với nhiều loại đường khác. Điều này làm cho nó trở thành một chất bảo quản hiệu quả trong các sản phẩm thực phẩm và dược phẩm, đặc biệt là trong các sản phẩm dễ bị phân hủy do tác động nhiệt như kem đánh răng, mỹ phẩm và đường tiêm.
2. Tính chất đông lạnh bình thường: Trehalose có khả năng giữ nhiệt độ đông lạnh bình thường, điều này có nghĩa là nó có thể ngăn chặn sự hình thành tinh thể nước bên trong tế bào và giữ cho tế bào không bị hủy hoại khi tủ lạnh hoặc đông đá. Điều này làm cho trehalose được sử dụng rộng rãi trong việc lưu trữ và vận chuyển các mẫu sinh học, các vắc xin và mô học.
3. Ứng dụng trong công nghệ antibody: Trehalose là một thành phần phổ biến trong dung dịch bảo quản antibody. Nó có thể bảo vệ các protein khỏi tác động nhiệt, oxi hóa và các yếu tố khác trong quá trình sản xuất, lưu trữ và vận chuyển.
4. Bảo vệ tế bào: Trehalose có khả năng bảo vệ tế bào khỏi tác động gây stress như hạn chế nước, tia tử ngoại, chất độc và nhiệt độ cực cao hoặc cực thấp. Nó làm giảm sự tổn thương tế bào, duy trì hoạt động sinh học và kéo dài tuổi thọ tế bào.
5. Tác động chống vi khuẩn: Trehalose có khả năng ngăn chặn hoặc giảm sự phát triển của nhiều loại vi khuẩn, bao gồm cả vi khuẩn gây bệnh như Salmonella và E. coli. Điều này có tác dụng kháng khuẩn và có thể được áp dụng trong nhiều ngành, như thực phẩm, công nghệ sinh học và y học.
6. Ứng dụng trong kiểm soát đường huyết: Nghiên cứu cũng cho thấy trehalose có khả năng ổn định đường huyết. Nó có thể giảm sự hấp thụ glucoza trong ruột và tăng sự sử dụng glucoza trong tế bào, giúp kiểm soát mức đường huyết và hỗ trợ điều trị tiểu đường.
Như vậy, trehalose không chỉ là một chất bảo quản và chất bổ dưỡng thông thường, mà còn có nhiều ứng dụng đa dạng trong nhiều lĩnh vực khoa học và công nghệ.
Danh sách công bố khoa học về chủ đề "trehalose":
Trehalose is a nonreducing disaccharide of glucose commonly found at high concentrations in anhydrobiotic organisms. In the presence of trehalose, dry dipalmitoyl phosphatidylcholine (DPPC) had a transition temperature similar to that of the fully hydrated lipid, whereas DPPC dried without trehalose had a transition temperature about 30 degrees Kelvin higher. Results obtained with infrared spectroscopy indicate that trehalose and DPPC interact by hydrogen bonding between the OH groups in the carbohydrate and the polar head groups of DPPC. These and previous results show that this hydrogen bonding alters the spacing of the polar head groups and may thereby decrease van der Waals interactions in the hydrocarbon chains of the DPPC. This interaction between trehalose and DPPC is specific to trehalose. Hence this specificity may be an important factor in the ability of this molecule to stabilize dry membranes in anhydrobiotic organisms.
Trehalose is a quantitatively important compatible solute and stress protectant in many organisms, including green algae and primitive plants. These functions have largely been replaced by sucrose in vascular plants, and trehalose metabolism has taken on new roles. Trehalose is a potential signal metabolite in plant interactions with pathogenic or symbiotic micro‐organisms and herbivorous insects. It is also implicated in responses to cold and salinity, and in regulation of stomatal conductance and water‐use efficiency. In plants, as in other eukaryotes and many prokaryotes, trehalose is synthesized via a phosphorylated intermediate, trehalose 6‐phosphate (
The compatible solute trehalose is a non-reducing disaccharide, which accumulates upon heat, cold or osmotic stress. It was commonly accepted that trehalose is only present in extremophiles or cryptobiotic organisms. However, in recent years it has been shown that although higher plants do not accumulate trehalose at significant levels they have actively transcribed genes encoding the corresponding biosynthetic enzymes.
In this study we show that trehalose biosynthesis ability is present in eubacteria, archaea, plants, fungi and animals. In bacteria there are five different biosynthetic routes, whereas in fungi, plants and animals there is only one. We present phylogenetic analyses of the trehalose-6-phosphate synthase (TPS) and trehalose-phosphatase (TPP) domains and show that there is a close evolutionary relationship between these domains in proteins from diverse organisms. In bacteria TPS and TPP genes are clustered, whereas in eukaryotes these domains are fused in a single protein.
We have demonstrated that trehalose biosynthesis pathways are widely distributed in nature. Interestingly, several eubacterial species have multiple pathways, while eukaryotes have only the TPS/TPP pathway. Vertebrates lack trehalose biosynthetic capacity but can catabolise it. TPS and TPP domains have evolved mainly in parallel and it is likely that they have experienced several instances of gene duplication and lateral gene transfer.
It has been shown previously that Escherichia coli accumulates endogenously synthesized trehalose under osmotic stress. We report here that E. coli contained an osmotically regulated trehalose-phosphate synthase which utilized UDP-glucose and glucose 6-phosphate as substrates. In the wild type, the synthase was induced by growth in glucose-mineral medium of elevated osmotic strength and the synthase itself was strongly stimulated by K+ and other monovalent cations. A laboratory strain which expressed the synthase at a high constitutive level was found. GalU mutants, defective in synthesis of UDP-glucose, did not accumulate trehalose. Two genes governing the synthase were identified and named otsA and otsB (osmoregulatory trehalose synthesis). They mapped near 42 min in the flbB-uvrC region. Mutants with an otsA-lacZ or otsB-lacZ operon fusion displayed osmotically inducible beta-galactosidase activity; i.e., the activity was increased fivefold by growth in medium of elevated osmotic strength. Mutants unable to synthesize trehalose (galU, otsA, and otsB) were osmotically sensitive in glucose-mineral medium. But an osmotically tolerant phenotype was restored in the presence of glycine betaine, which also partially repressed the synthesis of synthase in the wild type and of beta-galactosidase in ots-lacZ fusion mutants.
Trehalose is the most widespread disaccharide in nature, occurring in bacteria, fungi, insects, and plants. Its precursor, trehalose 6-phosphate (T6P), is also indispensable for the regulation of sugar utilization and growth, but the sites of action are largely unresolved. Here we use genetic and biochemical approaches to investigate whether T6P acts to regulate starch synthesis in plastids of higher plants. Feeding of trehalose to
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- 10