గ్లూకోస్

గ్లూకోస్ (Glucose) ఒక సాధారణ చక్కెర. ఇది జీవరసాయనికంగా చాలా ప్రధానమైనది. జీవకణాలలో జరిగే శక్తి వినిమయ చర్యలలో గ్లూకోస్ ఎక్కువగా పాల్గొంటుంది. దీని అణుఫార్ములా C₆H₁₂O₆, దీని అణువులో ఆరు కర్బన పరమాణువులు, 12 ఉదజని పరమాణువులు, 6 ఆమ్లజని పరమాణువులూ ఉన్నాయి. గ్లూకోజ్ జంతువుల రక్తంలో బ్లడ్ సుగర్ గా ప్రవహిస్తూ ఉంటుంది. ఇది సూర్యకాంతి నుండి శక్తిని గ్రహించి నీరు, కార్బన్ డై ఆక్సైడ్ లతో కలిసి కిరణజన్య సంయోగ క్రియ జరిగేటప్పుడు ఏర్పడుతుంది. కణ శ్వాసక్రియకు ఇది ప్రధానమైన శక్తి వనరు. గ్లూకోజ్ మొక్కలలో స్టార్చ్ రూపంలోను, జంతువులలో గైకోజెన్ రూపంలోనూ ఒక పాలిమర్ గా భద్రపరచబడుతుంది.

D-గ్లూకోజ్

α-D-గ్లూకోపైరనోజ్ (కుర్చీ ఆకృతి)
α-D-గ్లూకోపైరనోజ్ యొక్క హావర్త్ ప్రొజక్షన్
D-గ్లూకోజ్ యొక్క ఫిషర్ ప్రొజక్షన్
పేర్లు
ఉఛ్ఛారణ	/ˈɡluːkoʊz/, /ˈɡluːkoʊs/
Preferred IUPAC name D-గ్లూకోజ్
Systematic IUPAC name (2R,3S,4R,5R)-2,3,4,5,6-Pentahydroxyhexanal
ఇతర పేర్లు బ్లడ్ సుగర్ డెక్స్‌ట్రోజ్ కార్న్ సుగర్ D-గ్లూకోజ్ గ్రేప్ సుగర్
గుర్తింపు విషయాలు
సంక్షిప్తీకరణ	Glc
సి.ఎ.ఎస్. సంఖ్య
పబ్ కెమ్	5793
యూరోపియన్ కమిషన్ సంఖ్య	200-075-1
కెగ్	C00031
వైద్య విషయ శీర్షిక	Glucose
సి.హెచ్.ఇ.బి.ఐ	CHEBI:4167
ఆర్.టి.ఇ.సి.యస్. సంఖ్య	LZ6600000
SMILES	OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O
బైల్ స్టెయిన్ సూచిక	1281604
జి.మెలిన్ సూచిక	83256
3DMet	B04623
ధర్మములు
రసాయన సూత్రం	C6H12O6
మోలార్ ద్రవ్యరాశి	180.16 g·mol−1
స్వరూపం	White powder
సాంద్రత	1.54 g/cm3
ద్రవీభవన స్థానం	α-D-glucose: 146 °C (295 °F; 419 K) β-D-glucose: 150°C (302°F; 423 K)
నీటిలో ద్రావణీయత	909 g/L (25 °C (77 °F))
అయస్కాంత ససెప్టిబిలిటి	−101.5×10−6 cm3/mol
ద్విధృవ చలనం	8.6827
ఉష్ణగతిక రసాయన శాస్త్రము
నిర్మాణము మారుటకు కావాల్సిన ప్రామాణిక ఎంథ్రఫీ ΔfHo298	−1271 kJ/mol [1]
దహనక్రియకు కావాల్సిన ప్రామాణీక ఎంథ్రఫీ ΔcHo298	−2805 kJ/mol
ప్రామాణిక మోలార్ ఇంథ్రఫీ So298	209.2 J K−1 mol−1[2]
విశిష్టోష్ణ సామర్థ్యం, C	218.6 J K−1 mol−1[2]
ప్రమాదాలు
భద్రత సమాచార పత్రము	ICSC 08655
Except where otherwise noted, data are given for materials in their standard state (at 25 °C [77 °F], 100 kPa).
Y verify (what is YN ?)
Infobox references

ఆరు కర్బన పరమాణువులు గల గ్లూకోజ్, హెక్సోజ్ గా వర్గీకరింపబడుతుంది. ఇది మోనోశాకరైడు ఉపవర్గంలోనిది. D-గ్లూకోజ్ పదహారు అల్డోహెక్సోజ్ స్టియరో ఐసోమర్లలో ఒకటి. D- ఐసోమెర్, D-గ్లూకోజ్ లు డెక్స్‌ట్రోజ్ గా పిలువబడతాయి. ఇది ప్రకృతిలో సమృద్ధిగా లభ్యమవుతుంది. కానీ L-ఐసోమెర్, L-గ్లూకోజ్ లు లభ్యం కావు. మిల్క్ సుగర్ (లాక్టోజ్), కేన్ సుగర్ (సుక్రోజ్), మాల్టోజ్, సెల్యులోజ్, గైకోజెన్ వంటి చక్కెరలను జలవిశ్లేషణ చేయడం వలన గ్లూకోజ్ లభ్యమవుతుంది. ఇది సాధారణంగా మొక్కజొన్నపిండి నుండి వాణిజ్యపరంగా తయారవుతుంది. ఇందులో కార్న్‌స్టార్చ్ ను ఎంజైమేటిక్ డీ పొలెమెరీకరనంతో పాటు అధిక పీడనంతో కూడిన ఆవిరి ద్వారా జెట్ లో నియంత్రిత pH వద్ద జలవిశ్లేషణ చెందిస్తారు.^[3] గ్లూకోజ్ తేనె యొక్క ముఖ్య సంఘటనం.

1747 లో "ఆండ్రియస్ మార్గాఫ్" అనేది మొదటి ఐసోలేట్ గ్లూకోజ్.^[4] ప్రపంచ ఆరోగ్య సంస్థ యొక్క ఆవశ్యక మందుల జాబితాలో, సాధారణ ఆరోగ్య వ్యవస్థలో అధిక ప్రాధాన్యత గల మందుగా గ్లూకోజ్ ఉంది.^[5] గ్లూకోజ్ అనే పేరు గ్రీకు నుండి వచ్చిన ప్రెంచ్ పదమైన γλυκός నుండి వ్యుత్పత్తి అయినది. దీని అర్థం "తియ్యని".^[6][7] గ్లూకోజ్ లోని పరలగ్నం అయిన "-ose" అనునది రసాయన వర్గీకరణలో కార్బోహైడ్రేట్లను సూచించే పదం.

జీవశాస్త్రంలో పనితీరు

గ్లూకోజ్ జీవజాలంలో ఆల్డోహెక్సోజ్ గా విరివిగా ఉపయోగపడుతుంది. ఒక సంభావ్య విశ్లేషణ ప్రకారం ప్రోటీన్ల యొక్క అమైనో ఆమ్లాలతో ప్రత్యేకతకాని చర్యలను యితర ఆల్డోహెక్సోజ్ ల కన్నా తక్కువగా చర్యజరిపే గుణాన్ని కలిగి ఉంటుంది.^[8] ఈ చర్య - గ్లైకటేషన్ - అనేక ప్రోటీన్ల పనితీరును బలహీనం చేస్తుంది లేదా నాశనం చేస్తుంది.^[8]

గ్లూకోజ్ యొక్క తక్కువ గ్లైకేషన్ రేటు ఇతర అల్డోహెక్సోజ్ లతో పోలిస్తే మరింత స్థిరమైన చక్రీయ రూపం కలిగి ఉండవచ్చని చెప్పవచ్చు, అంటే దాని చర్యాశీల వివృత వలయ రూపంలో కంటే తక్కువ సమయం గడుపుతుంది.^[8] గ్లూకోజ్ వలయ రూపంలో అధిక స్థిరత్వం కలిగి ఉండటానికి కారణం అందులో గల హైడ్రాక్సీ సమూహాలు మధ్యస్థ స్థానాలలో ఉండటం. అధిక కాలం ఉండే డయాబెటిస్ (ఉదా: గుడ్డితనం, మూత్రపిండాల వైఫల్యం, పరిధీయ నరాల వ్యాధులు) సంబంధిత వ్యాధులకు ప్రోటీన్లు లేదా లిపిడ్స్ ల యొక్క గ్లైకేషన్ కారణమయ్యే సంభావ్యత ఎక్కువగా ఉంది.^[9] దీనికి విరుద్ధంగా అధిక చక్కెరలను ఎంజమ్ నియంత్రిస్తుంది. దీనిని గైకోసిలేషన్ అంటారు. ఇది అనేక ప్రోటీన్ల యొక్క ఆవశ్యక విధి.^[10]

శక్తి వనరు

గ్లూకోజ్ అనేది జీవశాస్త్రంలో సర్వవ్యాప్త ఇంధనం. ఇది బాక్టీరియా నుండి మానవుల వరకు అనేక జీవులలో వాయుసహిత శ్వాసక్రియ, అవాయు శ్వాసక్రియ లేదా కిణ్వ ప్రక్రియలలో శక్తివనరుగా వాడబడుతున్నది. గ్లూకోజ్ అన్నది మానవ శరీరానికి శక్తిని అందించే ముఖ్య వనరు. ఇది వాయు సహిత శ్వాసక్రియలో ఒక గ్రాము ఆహార పదార్థం నుండి సుమారు 3.75 కిలో కాలరీల (16 కిలో జౌళ్ళు) శక్తిని ఇస్తుంది.^[11] కార్బోహైడ్రేట్లు (ఉదా: స్టార్చ్) విడిపోయి మోనో, డై శాకరైడ్లుగా విడిపోయినపుడు ఎక్కువగా గ్లూకోజ్ ఏర్పడుతుంది. గ్లైకాలసిస్ ద్వారాను, తరువాత సిట్రి ఆమ్ల వలయం, ఆక్సిడేటివ్ పాస్ఫొరైజేషన్ యొక్క చర్యల ఫలితంగానూ, గ్లూజోజ్ ఆక్సీకరణం చెంది కార్బన్ డై ఆక్సైడ్, నీరు లను ఏర్పరుస్తుంది. దీనినుండి అధిక శక్తి ATP రూపంలో వెలువడుతుంది. ఇన్సులిన్ చర్య, తదితర విధానాలలో ఆహారంలో గ్లూకోజ్ గాఢతను నియంత్రిస్తుంది. మెడడుకు అత్యధిక భాగం శక్తిని గ్లూకోజ్ అందిస్తుంది.^[12] అందువలన మానసిక విధానాలలో దీని ప్రభావం ఉంటుంది. గ్లూకోజ్ తగ్గినపుడు మానసిక ప్రక్రియలకు ( ఉదా: స్వయం నియంత్రణ, నిర్ణయాత్మక నిర్ణయం తీసుకోవడం) కావలసిన మానసిక కృషి బలహీనపడుతుంది. .^{[13][14][15][16]}

ప్రధాన వ్యాసం: గ్లూకోజ్ పరీక్ష

మానవ ఆరోగ్యానికి దాని ప్రాముఖ్యత ఫలితంగా, గ్లూకోజ్ సాధారణ వైద్య రక్త పరీక్షలలో విశ్లేషణకు వాడుతారు.^[17] రక్తంలో గ్లూకోజ్ స్థాయిపై విశ్లేషణ చేయడానికి రక్త పరీక్ష కోసం నమూనాలను తీసుకోవడానికి ముందు ఆహారం తీసుకోవడం లేదా ఉపవాశం ఉండటం అనేది ప్రభావం చూపుతుంది. అధిక ఉపవాసం గ్లూకోజ్ బ్లడ్ సుగర్ స్థాయిలు డయాబిటిస్ రావడానికి ముందస్తు సూచన.^[18]

గ్లైకాలసిస్

α-D-గ్లూకోజ్ హెక్సోకినేజ్ α-D-గ్లూకోజ్-6-ఫాస్ఫేట్   ATP ADP

Compound C00031 at KEGG Pathway Database. Enzyme 2.7.1.1 at KEGG Pathway Database. Compound C00668 at KEGG Pathway Database. Reaction R01786 at KEGG Pathway Database.

కణాలలో వాయు సహిత శ్వాసక్రియ, అవాయు శ్వాసక్రియ లేదా కిణ్వప్రక్రియ ద్వారా జీవ కణాలకు గ్లూకోజ్ అనునది శక్తి వనరు. ఈ అన్ని ప్రక్రియలు జరగడానికి కావలసిన జీవక్రియా మార్గమే గ్లైకాలసిస్. గ్లైకాలసిస్ యొక్క మొదటి దశలో హెక్సోకినేజ్ ద్వారా గ్లూకోజ్ యొక్క ఫాస్ఫొరైలేషన్ జరిగి గ్లూకోజ్ 6-ఫాస్ఫేట్ ఏర్పడుతుంది. ఈ గ్లూకోజ్ పాస్ఫొరైజేషన్ వెంటనే జరగడానికి ముఖ్య కారణం కణం బయట ఆవేశపూరితమైన ఫాస్ఫేట్ గ్రూపు గ్లూకోజ్ 6-ఫాస్ఫేట్ ను నిరోధించడం వలన సులువుగా కణత్వచాన్ని దాటుటలో దాని వ్యాపనాన్ని నిరోధించడం.^[19] ఇంకా, అధికశక్తి గల ఫాస్ఫేట్ గ్రూపు కలవడం వలన గ్లైకోలైసిస్ యొక్క తదుపరి దశలలో తరువాతి విచ్ఛిన్నం చేయుటలో గ్లూకోజ్ ను ఉత్తేజపరస్తుంది. శారీరక పరిస్థితులలో ప్రారంభ చర్య తిరోగమనం చెందుతుంది.

వాయు రహిత శ్వాసక్రియలో, రెండు ATP అణువులను (నాలుగు ATP అణువులు గ్లైకోలసిస్ జరిగేటప్పుడు ఉపరితల-స్థాయి ఫాస్ఫోరిలేషన్ ద్వారా ఉత్పత్తి అవుతాయి. కానీ ఈ విధానంలో ఎంజైమ్‌లు ఉపయోగించడం ద్వారా రెండు ATP అణువులు అవసరమవుతాయి.) నికర లాభం పొంది ఒక గ్లూకోజ్ అణువు ఉత్పత్తి అవుతుంది.^[20] వాయు సహిత శ్వాసక్రియలో, ఆక్సిడేటివ్ ఫాస్ఫొరైజైలేషన్ ద్వారా ఒక అణువు గ్లూకోజ్ అధిక లాభవంతమైన అత్యధికమైన 30 లేదా 32 ATP అణువులను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.^[21]

పూర్వగాములు

అనేక ముఖ్యమైన పదార్ధాల సంశ్లేషణకు జీవాణువులు గ్లూకోజ్‌ను పూర్వగామిగా ఉపయోగిస్తాయి. స్టార్చ్, సెల్యులోజ్, గైజీజన్ ("జంతువుల స్టార్చ్") అనునవి గ్లూకోజ్ యొక్క సాధారన పాలీమెర్లు (పాలీశాకరైడ్లు). వాటిలో కొన్ని పాలిమర్లు (స్టార్చ్ లేదా గ్లైజోజన్) శక్తిని నిల్వ చేయడానికి సేవలనందిస్తాయి. అదే విధంగా ఇతరమైనవి (సెల్యులోజ్, గ్లూకోజ్ ల ఉత్పన్నం నుండి తయారుచేయబడిన చిటిన్) నిర్మాణాత్మక పాత్రను కలిగి ఉంటాయి. గ్లూకోజ్ యొక్క అలిగో శాకరైడ్లు ఇతర చక్కెరలతో కలసి ముఖ్యమైన శక్తి నిల్వలలో సేవలనందిస్తున్నాయి. వీటిలో"లాక్టోజ్" పాలలో ప్రధానమైన చక్కెర,. ఇది గ్లూకోజ్-గాలక్టోజ్ డైశాకరైడు. సుక్రోజ్ (పంచదార) అనునది గ్లూకోజ్, ఫ్రక్టోజ్ లు కలసిన డైశాకరైడు. కొన్ని రకాల ప్రోటీన్లు, లిపిడ్లతో గ్లూకోజ్ కలసినపుడు జరిగే ప్రక్రియను గ్లైకోసిలేషన్ అంటారు. వాని పైతీరుకు తరచుగా ఇది క్లిష్టమైనది. గ్లూకోజ్క నుండి ఇతర అణువులకు కలిసే ఎంజైములు సాధారణంగా ఫాస్ఫోరైలేటెడ్ గ్లూజోజ్ ను ఉపయోగించి గ్లూకోజ్-ఫాస్ఫేట్ బంధాలను విచ్ఛిన్నం చేసి కొత్త బంధాలను ఏర్పరిచే శక్తిని అందిస్తాయి. గ్లూకోజ్ మోనోమెర్ గా యితర బయోఅణువుల సంయోగం చెందడానికి విచ్చితి చెందించడానికి ఉపయోగపడుతుంది. గ్లూకోజ్ ప్రాథమిక శక్తి భాండాగారం అని చెప్పడానికి ఇది ముఖ్యమైనది. గ్లూకోజ్ విచ్ఛిన్నం చెంది లిపిడ్సుగా ఏర్పరచగలదు. ఇది ఇతర విటమిన్ సి (ఆస్కార్బిక్ ఆమ్లం) వంటి ముఖ్యమైన అణువులు సంశ్లేషణలో పూర్వగామిగా ఉంటుంది.

వైద్యరంగంలో ఉపయోగాలు

మధుమేహం లో గ్లూకోజ్

గ్లూకోజ్ టాబ్లెట్లు

మధుమేహం లేదా చక్కర వ్యాధిని వైద్య పరిభాషలో డయాబెటిస్ మెల్లిటస్ అని వ్యవహరిస్తారు . మధుమేహం అంటే మనిషి రక్తంలో చక్కర స్థాయి ఎక్కువగా అనియంత్రిత స్థాయిలో వుండటం. ఇది వ్యాధి కాదు. శరీరంలో ఇన్సులిన్ తగ్గడం వల్ల ఏర్పడే ఒకానొక అసమానత. సాధారణంగా రక్తంలో గ్లూకోస్ 100 మి.గ్రా /డె.లీ వుండాలి. దానికంటే ఎక్కువగా ఉంటే మధుమేహం ఉన్నట్లు భావించాలి . ఆహారం శరీరంలో జీర్ణంకాబడి గ్లూకోస్ గా మారుతుంది . ఈ గ్లూకోస్ కణజాలంలోకి గ్రహింపలేకపోవడం వలన రక్తంలో చక్కర స్థాయి ఎక్కువగా ఉంటుంది. గ్లూకోస్ కణాలలోకి గ్రహించాబడాలంటే ఇన్సులిన్ అనే హార్మోను క్లోమగ్రంధి నుంచి స్రవించబడాలి . ఇన్సులిన్ తక్కువగా స్రవించబడినా, సరిపడా స్రవించబడినప్పటికి సక్రమంగా పనిచేయలేకపోవడంవలన రక్తంలోని గ్లూకోస్ కణాలలోకి గ్రహించబడదు . అందువలన మధుమేహ వ్యాధిగ్రస్తులకు శరీరంలోని జీవకణాలకు దీర్ఘకాలం శక్తి అందక వివిధ అవయవాలు అనారోగ్యనికి గురవుతాయి.^[22][23] రక్త గ్లూకోజ్-తగ్గించే చికిత్సకు శరీర ప్రతిస్పందనను పర్యవేక్షించటానికి, గ్లూకోజ్ స్థాయిలు కొలుస్తారు.బ్లడ్ గ్లూకోజ్ పర్యవేక్షణను బహుళ పద్ధతులు అవలంబిస్తారు. వాటిలో ఫాస్టింగ్ గ్లూకోజ్ పరీక్ష ఒకటి. ఇందులో భోజనం చేసిన 8 గంటల తరువాత గ్లూకోజ్ స్థాయిలను పరీక్షిస్తారు. మరియొక పరీక్ష 2-గంటల గ్లూకోజ్ టోకెరెన్స్ పరీక్ష (GTT) – ఈ పరీక్షలో ఫాస్టిక్ గ్లూకోజ్ పరీక్ష చేసుకొన్న వ్యక్తికి 75 గ్రాముల గ్లూకోజ్ పానీయాన్నిచ్చి పరీక్షిస్తారు. ఈ పరీక్ష వ్యక్తి యొక్క శరీరం యొక్క గ్లూకోజ్ ప్రక్రియా సామర్థ్యాన్ని మాపనం చేయడానికి ఉపయోగపడుతుంది.

హైపోగ్లైసేమియా మేనేజిమెంటు

డయాబెటిస్ ఉన్నవారు, తక్కువ బ్లడ్ సుగర్ ఉన్న వారూ తరచుగా కొద్ది పరిమాణంలో వివిధ రూపాలలో చక్కెరలను తమతోపాటు ఉంచుకుంటారు. అందులో సాధారణంగా వాడే చక్కెర గ్లూకోజ్, తరవుగా గ్లూకోజ్ ను టాబ్లెట్ల రూపంలో, హార్ద్ కాండీ లేదా సుగర్ పాకెట్ల రూపంలో ఉంచుకుంటారు.

నిర్మాణము, నామీకరణం

గ్లూకోజ్ అనేది మోనోశాకరైడు. దాని ఫార్ములా C₆H₁₂O₆ లేదా H- (C=O)- (CHOH)₅-H, మూడు హైడ్రాక్సిల్ సమూహాలు (OH) ఆరు కార్బన్ల వెనుకకు ప్రత్యేక పద్ధతులలో అమరి ఉన్నాయి.

వివృత-శృంఖల రూపం

రేఖీయ శృఖల లేదా వలయ రూపాలలో గ్లూకోజ్ ఉండగలదు

ఫిషర్ ప్రొజక్షన్ లో D-గ్లూకోజ్

దీని యొక్క నిలకడ లేని వివృత-శృంఖల రూపంలో, గ్లూకోజ్ అణువు వివృత (చక్రీయకు వ్యతిరేకం), శాఖాయుతం కాని ఆరు కర్బన పరమాణువులు, C-1 నుండి C-6 వరకు ఉంటాయి. దీనిలో C-1 పై ఒక ఆల్డిహైడ్ ప్రమేయ సమూహం H (C=O)- ఉంటుంది. తరువాత ఐదు కర్బన పరమాణువులలో ప్రతీదానికి ఒక హైడ్రాక్సిల్ గ్రూపు -OH ఉంటుంది. వెన్నెముక కార్బన్ లలో మిగిలిన బంధాలు హైడ్రోజన్ పరమాణువులతో సంతృప్తి చెందుతాయి. అందువలన గ్లూకోజ్ ఆరు కర్బన పరమాణువులు ఉన్నందున "హెజ్సోజ్" గాను, ఆల్డిహైడ్ గ్రూపు ఉండడం వలన "ఆల్డోజ్" గానూ లేదా రెంటినీ కలిగి ఉంటే "ఆల్డో హెక్సోజ్"గా పిలువబడుతుంది. ఫెహ్లింగ్ పరీక్షలో ఆల్డిహైడ్ గ్రూపు గ్లూజోజును చక్కెరను తగ్గించి ధనాత్మక చర్య జరుపుతుంది.

C-2 నుండి C-5 వరకు ఉన్న నాలుగు కర్బన పరమాణువులు స్టియరోసెంటర్ కలిగి ఉంటాయి. దీని అర్థం నాలుగు బంధాలు నాలుగు ప్రతిక్షేపకాలకు అనుసంధానింపబడతాయి. (కర్బనం C-2, ఉదాహరణకు - (C=O)H, -OH, -H, - (CHOH)₄H లకు సంధానింపబడుతుంది). D-గ్లూకోజ్ లో, ఈ నాలుగు భాగాలు ప్రత్యేకంగా త్రిమితీయ అమరికను తప్పకుండా కలిగి ఉంటాయి. ఫిషర్ ప్రొజక్షన్ లో ఒక అణువు లాగబడితే, C-2, C-4, C-5 పై గల హైడ్రాక్సిల్స్ సమూహాలు తప్పకుండా కుడివైపు ఉంటాయి. C-3 పై గల హైడ్రాక్సిల్ సమూహం తప్పనిసరిగా ఎడమవైపు ఉంటుంది.

నాలుగు హైడ్రాక్సిల్ సమూహాల స్థానాలు సరిగ్గా L-గ్లూకోజ్ యొక్క ఫిషర్ చిత్రంలో వ్యతిరేక దిశలో ఉంటాయి. D-, L-గ్లూకోజ్ లు 16 రకాల సాధ్యమైన ఆల్డోహైక్సోజ్‌లలో రెండు రకాలు: ఇతర 14 రకాలు ఆలోజ్,ఆల్ట్రోజ్, గాలక్టోజ్, గూలోజ్, ఐడోజ్, మానోజ్, టాలోజ్. ప్రతీదీ రెండు ఎనాంటీమర్స్, “D-”, “L-”.

చక్రీయ రూపాలు

గ్లూకోజ్ యొక్క చక్రీయ రూపాలు
.

[[file:Alpha-D- Glucofuranose.svg|144px|alt=]]

ఎడమ నుండి కుడికి: హోవర్త్ ప్రొజక్షన్, D-గ్లూకోపైరసోన్ యొక్క α-, β- ఆనోమెర్ల బంతి పుల్లల నమూనా నిర్మాణాలు, D-గ్లూకోపూరనోజ్ నిర్మాణాలు

కొన్ని ద్రావణాలలో, గ్లూకోజ్ యొక్క ఓపెన్-చైన్ రూపం ( "D-" లేదా "L-" గానీ) సమతాస్థితిలో అమరి వివిధ చక్రీయ సాదృశ్యాలను (సైక్లిక్ ఐసోమెర్స్) ఏర్పడతాయి. ప్రతీ వలయంలో కార్బన్లు ఒక్కొక్క ఆక్సిజన్ అణువుకు దగ్గరా చేరుతాయి. జల ద్రావణాలలో 99% కంటే ఎక్కువ గ్లూకోజ్ అణువులు నిర్ధిష్ట సమయంలో పైరనోజ్ రూపాలుగా మారుతాయి. ఓపెన్-చైన్ రూపం సుమారు 0.25% వరకు ప్యూరనోజ్ రూపం అతి తక్కువగా ఉంటుంది. "గ్లూకోజ్", "D-గ్లూకోజ్" అనే పదాలు సాధారణంగా ఈ చక్రీయ రూపాలకు వాడుతారు. ఆల్డిహైడ్ గ్రూపు ( C-1 వద్ద), C-4 లేదా C-5 ల వద్ద గల హైడ్రాక్సిల్ గ్రూపు ల మధ్య అంతర్గత అణువుల మధ్య జరిగే కేంద్రక సంకలన చర్యల వలన ఓపెన్-చైన్ రూపం నుండి వలయ రూపం తయారవుతుంది.

C-1, C-5 ల మధ్య చర్యల వల్ల ఆరు-భాగాల హెటెరోసైక్లిక్ వ్యవస్థ ఏర్పడుతుంది. దీనిని పైరనోజ్ అని పిలుస్తారు. ఇందులో మోనోశాకరైడ్ సుగర్ ("–ose" అయినందున) పైరాన్ స్కెలిటన్ ఉత్పన్నాన్ని కలిగి ఉంటుంది. C-1, C-4 ల మధ్య చర్యల వల్ల ఐదు-భాగాల ప్యూరనోజ్ వలయం ఏర్పడుతుంది. దీనిని ప్యూరాన్ అని పిలుస్తారు. ఈ సందర్భంలో వలయంలో ప్రతీ కర్బనం ఒక హైడ్రోజన్, ఒక హైడ్రాక్సిల్ ప్రమేయాలను కలిగి ఉంటుంది. చివరి కార్బన్ (C-4 లేదా C-5) లపై గల హైడ్రాక్సిల్ ప్రమేయం ఓపెన్ అణువు (వరుసగా - (C (CH₂OH)HOH)-H లేదా - (CHOH)-H) లతో స్థానబ్రంశం చెందించబడుతుంది.

భౌతిక ధర్మములు

ద్రావణాలు

గ్లూకోజ్ 5%

అన్ని గ్లూకోజ్ రూపాలు రంగులేనివి. ఇవి నీరు, అసిటిక్ ఆమ్లంలతో పాటు అనేక ఇతర ద్రావణాలలోనూ కరుగుతాయి. అవి మిథనాల్, ఇథనాల్ లలో తక్కువగా కరుగుతాయి.

గ్లూకోజ్ యొక్క ఓపెన్-చైన్ రూపం రూపం ఉష్ణగతికశాస్త్రపరంగా అస్థిరమైనది. అది స్వాభావికంగా చక్రీయ రూపంలోనికి సాదృశ్యం చెందుతుంది. గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద గల ద్రావనాలలో నాలుగు చక్రీయ సాదృశ్యకాలు (ఐసోమెర్స్) కొన్ని గంటల వ్యవధిలో వాటిలోఅవే మారుతూ ఉంటాయి. ఈ విధానాన్ని మ్యూటారోటేషన్ అంటారు.^[24] ఏ నిష్పత్తిలో నైనా ప్రారంభమైన మిశ్రమం స్థిరమైన నిష్పత్తి α:β 36:64 ని పొందుతుంది. అనోమెరిక్ ప్రభావం లేనప్పుడు ఈనిష్పత్తి α:β 11:89 గా ఉండవచ్చు.^[3] మ్యూటారొటేషన్ అనేది 0 °C (32 °F) లకు దగ్గరగా ఉష్ణోగ్రతను తగ్గిస్తుంది.

మ్యూటారొటేషన్ అనేది తాత్కాలికమైన రింగ్-ఫార్మింగ్ చర్యకు వ్యతిరేకమైనది. దీని ఫలితంగా ఓపెన్-చైన్ రూపం తరువాత రింగ్ (వలయం) రూపం వస్తుంది.

ఘన స్థితి

పరిస్థితులను బట్టి మూడు రకాల ప్రధాన గ్లూకోజ్ యొక్క రూపాలు జలద్రావణం నుండి స్ఫటికీకరణం చేయవచ్చు: α-గ్లూకోపైరనోస్, β-గ్లూకోపైరనోస్, β-గ్లూకోపైరనోస్ హైడ్రేట్ ^[25]

ఉత్పత్తి

సాధారణ మోనోశాకరైడ్ల యొక్క జీవప్రక్రియ.గ్లూకోజ్ యొక్క కొన్ని జీవ రసాయన చర్యలు

జీవ సమన్వయం

మొక్కలు, తదితర కేంద్రక పూర్వజీవులలో, గ్లూకోజ్ కిరణజన్య సంయోగ క్రియ యొక్క ఉత్పన్నం.^[5] కిరణజన్య సంయోగక్రియ లో మొక్కలు సూర్యకాంతిని ఉపయోగించుకొని ఆరు కార్బన్‌డైఆక్సైడ్ అణువులు ఆరు నీటి అణువులను, ఒక గ్లూకోజ్ అణువు, ఆరు ఆక్సిజన్ అణువులుగా మారుస్తుంది. గ్లూకోజ్ యొక్క పాలీమెరిక్ రూపం - గ్లైకోజన్ (జంతువులు,ఫంగైలలో) లేదా స్టార్చ్ (మొక్కలలో) ను విచ్ఛిన్నం చేయడం ద్వారా గ్లూకోజ్ తయారవుతుంది.^[6] జంతువులలో పైరువేట్, లాక్టేట్, గ్లిజరాల్ వంటి కార్బోహైడ్రేట్లు కాని పదార్థాల నుండి గ్లూకోజ్ లివర్, మూత్రపిండాలలో సంశ్లేషణ చేయబడుతుంది. సముద్ర లోతుల్లో గల బాక్టీరియాలలో గ్లూకోజ్ కెమోసింథసిస్ ద్వారా తయారవుతుంది.^{[మూలం అవసరం]}

వాణిజ్యపరంగా

గ్లూకోజ్ వాణిజ్యపరంగా స్టార్చ్ యొక్క ఎంజైమేటిక్ హైడ్రాలసిస్ వలన ఉత్పత్తి చేస్తారు. అనేక పంటలు స్టార్చ్ (పిండిపదార్థాలు) కు వనరులుగా ఉపయోగపడుతున్నాయి. వాటిలో మొక్కజొన్న, బియ్యం, గోధుమ, కాసావా, మొక్కజొన్న ఊక, సగ్గుబియ్యం అనేవి ప్రపంచంలో అనేక ప్రాంతాలలో ఉపయోగిస్తుంటారు. అమెరికా సంయుక్త రాష్ట్రాలలో మొక్కజొన్న పిండి ఎక్కువగా ఉపయోగిస్తారు. ఇన్వర్ట్ సుగర్ (సుమారుగా 1:1 నిష్పత్తిలో గల గ్లూకోజ్, ఫ్రక్టోజ్ ల మిశ్రమం) యొక్క భాగాలను అధిక వాణిజ్య అవసరాలకు ఉపయోగిస్తారు. ప్రధానంగా సెల్యులోజ్ ను జలవిశ్లేషణ చెందించడం వలన గ్లూకోజ్ తయారుచేస్తారు కానీ ఈ పద్ధతి ద్వారా తయారైన గ్లూకోజ్ వాణిజ్య పరంగా ఉపయోగపడదు.^[25] గ్లూకోజ్ పానీయాన్ని "కార్న్ సిరప్" అంటారు. ఇది శాకరైడ్ల యొక్క శుద్ధిచేయబడిన జల ద్రావనం. ఇది ఎడిబుల్ స్టార్చ్ నుండి లభ్యమవుతుంది. ఎండిన మొక్కజొన్న సిరప్ అనేది నీరు తొలగించిన గ్లూకోజ్ సిరప్. గ్లూకోజ్ కు 100 DE (డెక్ట్రోజ్ ఈక్వలెన్సీ) ; ఎండిన మాల్టో డెక్స్‌ట్రిన్ కు 20 కన్నా తక్కువ DE ; మొక్కజొన్న పిండికు 20 నుండి 25 మధ్య DE ఉంటుంది.^[7]

వనరులు, శోషణం

అనేక కార్బోహైడ్రేట్లు గ్లూకోజ్ ను కలిగి ఉంటాయి.^[26] అపరిమితమైన గ్లూకోజ్ అనేది తేనె యొక్క ముఖ్యమైన పదార్థాలలో ఒకటి. ఆంత్రమూలం యొక్క నాళం, చిన్నప్రేవులలో గ్లూకోజ్ ప్రేవులలోని గ్లైకోసిడేట్స్ క్లోమరసం ద్వారా ఒలిగో పాలీ శాకరైడ్లు మోనోశాకరైడ్లుగా విచ్ఛిన్నం చెందుతాయి. ఇతర పాలిసాకరైడ్లు మానవ ప్రేగు ద్వారా ప్రాసెస్ చేయలేము. అవి విచ్ఛిన్న కావడానికి ప్రేవులలోని ప్లోరా అవసరం. ముఖ్యమైన మినహాయింపు సుక్రోజ్ (ఫ్రక్టోజ్-గ్లూకోజ్), లాక్టోజ్ (గాలక్టోజ్-గ్లూకోస్). SLC5A1 (SGLT1) ద్వారా ఎంటరోసైట్స్ యొక్క అనుబంధ పొర గుండా గ్లూకోజ్ రవాణా జరుగుతుంది. తరువాత SLC2A2 (GLUT2) ద్వాఅరా ఆధారిత పొర గుండా పోతుంది.^[9] కొంత గ్లూకోజ్ ఆస్ట్రోసైట్స్ వలన లాక్టిక్ ఆమ్లంగా మారుతుంది. ఇది మెదడు కణాలకు శక్తివనరుగా ఉపయోగపడుతుంది. కొంత గ్లూకోజ్ ప్రేవులలోని కణాలకు, ఎర్ర రక్త కణాలకు ఉపయోగపడుతుంది. మరికొంత గ్లూకోజ్ కాలేయం, క్రొవ్వులకు, కండరాల కణాలకూ చేరి అక్కడ శోషణం చెంది గ్లైకోజన్ గా నిల్వ చేయబడుతుంది. (ఇన్సులిన్ ప్రభావం ద్వారా). ఇన్సులిన్ పరిమాణం తగ్గినపుడు లేదా లేనప్పుడు కాలేయ కణాల గ్లైకోజన్ గ్లూకోజ్ గా మారి రక్తంలోనికి చేరుతుంది. కండరాల కణాల గ్లైకోజన్ ఎటువంటి ఎంజైములు లేనందువల్ల రక్తంలోనికి చేరదు. కొవ్వు కణాలలోని గ్లూకోజ్ శక్తి చర్యలకు ఉపయోగపడుటుంది. ఇది కొన్ని కొవ్వు రకాలను సమన్వయపరచడం వంటి ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంటుంది. గ్లైకోజెన్ అనునది "గ్లూకోజ్ శక్తి భాండాగారం"గా చెప్పవచ్చు.

చరిత్ర

గ్లూకోజ్ మొట్టమొదట 1747లో ఎండిన ద్రాక్ష నుండి ఆండ్రియస్ మార్గాఫ్ అనే జర్మన్ రసాయన శాస్త్రవేత్త వేరుచేసాడు.^[11][27] గ్లూకోజ్ అనునది అనేక జీవరాశులకు ప్రాథమిక ఆవశ్యకత కలిగిన పదార్థం అయినందువల్ల దాని రసాయన నిర్మాణంపై సరియైన అవగాహన - నిర్మాణం కర్బన సమ్మేళనాల రసాయన శాస్త్రంలో పురోగతికి గొప్పగా దోహదపడింది. ఈ అవగాహన ఎక్కువగా ఉండటంఫలితంగా, దీని అన్వేషనకు కృషి చేసినందుకు గాను ఎమిల్ ఫిషర్ అనే జర్మన్ రసాయన శాస్త్రవేత్తకు 1902 లో రసాయన శాస్త్రంలో నోబెల్ బహుమతి వచ్చింది.^[12] గ్లూకోజ్ యొక్క సంశ్లేషణ దాని సేంద్రియ పదార్థాల నిర్మాణాన్ని నిరూపించింది. రసాయన గతిశాస్త్రం, కర్బన సమ్మేళనాలలోని రసాయన బంధాల అమరికు సంబంధించి "జాకబస్ హన్రిక్ వాంట్ హాఫ్" సిద్ధాంతాల యొక్క మొదటి కచ్చితమైన ధ్రువీకరణ జరిగింది.^[13] 1891, 1894 ల మధ్య ఫిషర్ అనే శాస్త్రవేత్త అన్ని తెలిసిన చక్కెరలకు స్టీరియో కెమికల్ విన్యాసాలను రూపొందించాడు. అలాగే సాధ్యమైన ఐసోమర్లను కచ్చితంగా ఊహించాడు.