Trehalose: características, estrutura, funções - Ciência - 2023

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o trealose é um dissacarídeo composto por duas α-D-glucoses que é encontrado em muitos insetos, fungos e microorganismos, mas não pode ser sintetizado 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.

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 quebrada em glicose, que é absorvida junto com o sódio. A ausência de trealase produz intolerância aos cogumelos.

Características e estrutura

Trehalose foi descrita pela primeira vez por Wiggers em 1832 como um açúcar desconhecido presente na "cravagem do centeio" (Claviceps purpurea), um cogumelo venenoso.

Mais tarde, Berthelot o encontrou nos casulos de um besouro chamado Larinus Maculata, comumente chamado Trehala. Daí a origem do nome trealose.

A trealose (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 em espécies do gênero. Pimelobacter e envolve a transformação de maltose em trealose, uma 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, a partir de Arthrobacter Ramosus.

Características

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 de alimentos 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 da 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 utilizado como adoçante para substituir o açúcar em confeitarias e padarias, chocolates 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, fígado gorduroso 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 efetiva a 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. Ciência, 223(4637), 701–703.
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