Der Hauptunterschied zwischen Glucose-Galactose und Mannose besteht darin, dass Glucose eine Struktur mit sechs Kohlenstoffatomen ist und Galactose das C4-Epimer von Glucose ist, während Mannose das C2-Epimer von Glucose ist.
Ein Epimer ist eine organische Verbindung, die zusammen mit der Isomerie organischer Verbindungen beschrieben wird. Wir können ein Epimer als ein Isomer einer bestimmten Verbindung definieren, die ein asymmetrisches Kohlenstoffatom hat. Beispielsweise sind Galactose und Mannose Epimere von Glucose.
Was ist Glukose?
Glukose ist eine organische Verbindung mit der chemischen Formel C6H12O6. Es ist ein einfaches Zuckermolekül. Wir können Glucose als das am häufigsten vorkommende Monosaccharidmolekül unter den Kohlenhydratverbindungen finden. Seine Quellen sind Pflanzen (wo Glukose produziert wird) und Algen, in denen Photosynthese stattfinden kann, um Glukose aus Kohlendioxid und Wasser unter Nutzung der Energie des Sonnenlichts herzustellen. Außerdem ist Glukose im Energiestoffwechsel von Tieren die wichtigste Energiequelle. Diese energetische Form von Glukose wird in der Pflanze als Stärke und Amylopektin bezeichnet und ist bei Tieren als Glykogen bekannt. Wir können Glukose aus ihren Quellen extrahieren und sie ist auch als kommerzielles Produkt auf dem Markt erhältlich. Diese Substanz erscheint als weißes Pulver und schmeckt sehr süß.
Glukosemolekül wird Hexose genannt, weil es sechs Kohlenstoffatome pro Molekül enthält. Hexose ist eine Unterkategorie der Gruppe der Monosaccharide. Es gibt zwei isomere Formen von Glucose, nämlich D-Glucose und L-Glucose, und das D-Isomer ist die stabilste und am häufigsten vorkommende isomere Form. Es kommt in der Natur weit verbreitet vor. Wir können Glukose durch die Hydrolyse von Kohlenhydraten wie Milchzucker oder Laktose, aus Saccharose, die im Zuckerrohr vorkommt, aus M altose, aus pflanzlicher Zellulose usw. gewinnen.
Abbildung 01: Struktur von Glukose
Wenn man die chemische Struktur des Glukosemoleküls betrachtet, enthält es fünf Hydroxylgruppen (-OH). Diese Hydroxylgruppen sind in einem bestimmten Muster entlang seines Sechs-Kohlenstoff-Rückgrats angeordnet. Abgesehen davon, dass es zwei isomere Formen gibt, gibt es zwei unterschiedliche Anordnungen von Hydroxylgruppen in der Kohlenstoffringstruktur der Glucose; diese werden als Alpha-Struktur und Beta-Struktur bezeichnet.
Was ist Galactose?
Galactose ist das C4-Epimer des Glukosemoleküls. Daher hat Galactose auch die gleiche chemische Formel wie Glucose (C6H12O6). Manchmal wird dieser zusammengesetzte Name als Gal abgekürzt. Es ist ein Monosaccharid-Zuckermolekül mit einem süßen Geschmack, ähnlich wie Glucose. Wir können diese Verbindung als Aldohexose bezeichnen, da es sich um einen Hexosezucker mit einer funktionellen Aldehydgruppe handelt. Wenn ein Galactose-Molekül mit einem Glucose-Molekül kombiniert wird, bildet es ein Lactose-Molekül. Außerdem ist Galactan die polymere Form von Galactose, die wir in Hemicellulose finden können.
Wenn man die chemische Struktur von Galactose betrachtet, kann sie sowohl in offenkettiger als auch in zyklischer Form vorkommen. Am Ende der Kette befindet sich eine Carbonylgruppe. Es gibt vier Isomere des Galactose-Moleküls, die in zyklischer Form vorliegen. Diese zyklischen Formen haben zwei anomere Formen als Alpha- und Beta-Formen.
Abbildung 02: Vier zyklische Formen der Galaktose
Galactosequellen finden wir hauptsächlich in Milchprodukten wie frischer Milch, Joghurt, in Avocados, Zuckerrüben etc. Außerdem können Galactosemoleküle in unserem Körper synthetisiert werden.
Was ist Mannose?
Mannose ist das C2-Epimer des Glukosemoleküls. Es ist ein Zuckermolekül aus der Aldohexose-Reihe von Kohlenhydraten. Diese Verbindung ist sehr wichtig im menschlichen Stoffwechsel, beispielsweise bei der Glykosylierung bestimmter Proteinmoleküle.
Abbildung 03: Chemische Struktur von Mannose
Mannosemoleküle treten in zwei Formen auf, als Pyranose-Ringstruktur und Furanose-Ringstruktur. Der Pyranosering enthält sechs Kohlenstoffatome, während die Furanoseringstruktur fünf Kohlenstoffatome im Ring hat. Allerdings hat jeder Ringschluss tendenziell entweder eine Alpha- oder eine Beta-Konfiguration am anomeren Kohlenstoffzentrum.
Wir können Mannose durch die Oxidation von Mannitol oder aus Glucose über den Lory-de-Bruyn-van-Ekenstein-Transformationsweg herstellen. Diese beiden Methoden sind sehr wichtig, da wir Mannose herstellen müssen, die als Nahrungsergänzungsmittel verwendet werden kann, das wichtig ist, um Harnwegsinfektionen vorzubeugen.
Wenn man die chemische Struktur des Mannosemoleküls betrachtet, unterscheidet sie sich von der Struktur von Glucose am zweiten Kohlenstoff-Chiralitätszentrum (C2-Position). Das Mannosemolekül zeigt eine 4C1-F altung in der Lösungsringform. Dieser Unterschied zwischen Glucose und Mannose führt zu sehr unterschiedlichen biochemischen Merkmalen dieser beiden Hexosen.
Was ist der Unterschied zwischen Glucose-Galactose und Mannose?
Galactose und Mannose sind Epimere des Glucosemoleküls. Der Hauptunterschied zwischen Glucose-Galactose und Mannose besteht darin, dass Glucose eine Struktur mit sechs Kohlenstoffatomen ist und Galactose das C4-Epimer von Glucose ist, während Mannose das C2-Epimer von Glucose ist. Darüber hinaus wird Glukose auf natürliche Weise durch Photosynthese in Pflanzen produziert. Galactose wird durch die Hydrolyse von Lactose hergestellt, die durch das Enzym Lactase katalysiert wird, während Mannose durch die Oxidation von Mannit oder aus Glucose über den Lory-de-Bruyn-van-Ekenstein-Transformationsweg hergestellt wird.
Die folgende Infografik listet die Unterschiede zwischen Glucose-Galactose und Mannose im Detail auf.
Zusammenfassung – Glucose Galactose vs. Mannose
Ein Epimer ist ein Isomer einer bestimmten Verbindung, die ein asymmetrisches Kohlenstoffatom hat. Galactose und Mannose sind Epimere von Glucose. Der Hauptunterschied zwischen Glucose-Galactose und Mannose besteht darin, dass Glucose eine Struktur mit sechs Kohlenstoffatomen ist und Galactose das C4-Epimer von Glucose ist, während Mannose das C2-Epimer von Glucose ist.
