トレハロースは、 2つのグルコースα-D-多数の昆虫、真菌および微生物で成る二糖であるが、それは脊椎動物で合成することができません。スクロースのように、それは非還元二糖であり、単純な結晶を形成することができます。
トレハロースは、甘味がほとんどない炭水化物であり、水に非常に溶けやすく、多くの昆虫でエネルギー源として、またキチン外骨格の形成に使用されます。それはそれを合成する様々な昆虫や微生物の細胞膜の一部です。
トレハロースのハワース代表（出典：Fvasconcellos 18：56、2007年4月17日（UTC）、Wikimedia Commons経由）
食品業界では安定剤や保湿剤として使用されています。サトウキビ果汁中には、サトウキビを切った後の製品として存在し、特に加熱や酸媒体に対して安定です。
人間の腸では、酵素トレハラーゼ（小腸の絨毛に存在）の結果として、トレハロースはグルコースに分解され、ナトリウムとともに吸収されます。トレハラーゼの欠如はキノコに対する不耐性を生み出します。
特徴と構造
トレハロースは1832年にWiggersによって最初に、有毒菌である「ライ麦麦角」（Claviceps purpurea）に存在する未知の糖として記述されました。
後に、ベルテロはそれを一般的にトレハラと呼ばれるLarinus Maculataという名前のカブトムシの繭に発見しました。したがって、トレハロースという名前が由来します。
トレハロース（α-D-グルコピラノシルα-D-グルコピラノシド）は、2つのD-グルコース残基がアノマー水素を介して互いに結合している非還元二糖です。トレハロースは、植物、酵母、昆虫、真菌、細菌に広く分布していますが、脊椎動物には見られません。
昆虫の外骨格にあるキチンは、キチン合成酵素と呼ばれるグリコシルトランスフェラーゼの作用により、UDP-N-アセチル-グルコサミンから形成されます。昆虫では、UDP-N-アセチル-グルコサミンはトレハロースから合成されます。
生合成
トレハロース生合成には5つの主要な経路があり、そのうち3つが最も一般的です。
1つ目は酵母で説明されており、トレハロース6-リン酸を生成し、トレハロース6-リン酸ホスファターゼによってリン酸エステルを加水分解するために、グルコシルトランスフェラーゼトレハロース6-リン酸シンテターゼによるUDP-グルコースとグルコース6-リン酸の縮合を含みます。
2番目の経路は、ピメロバクター属の種で初めて記述され、酵素トレハロースシンセターゼ、トランスグルコシダーゼによって触媒される反応である、マルトースのトレハロースへの変換を含みます。
3番目のルートは原核生物の異なる属で説明されており、トレハロースを生成する一連の酵素の作用によるマルトオリゴ糖の末端マルトース残基の異性化および加水分解を含みます。
ほとんどの生物はトレハロース形成にこれらの経路の1つだけを使用しますが、マイコバクテリアとコリネバクテリアはトレハロース合成に3つの経路すべてを使用します。
トレハロースは、トレハロースと呼ばれるグルコシド加水分解酵素によって加水分解されます。脊椎動物はトレハロースを合成しませんが、摂取すると腸で得られ、トレハロースによって加水分解されます。
工業的には、トレハロースはトウモロコシデンプン基質から酵素で合成され、Arthrobacter Ramosusの酵素マルトオリゴシルトレハロースシンテターゼとマルトオリゴシルトレハロースヒドロキシラーゼが使用されます。
特徴
トレハロースの3つの基本的な生物学的機能が説明されています。
1-炭素とエネルギーの源として。
2-ストレスプロテクターとして（干ばつ、土壌の塩化、熱および酸化ストレス）。
3-植物代謝のシグナルまたは調節分子として。
他の糖と比較して、トレハロースは脱水に対して膜とタンパク質を安定化させるはるかに優れた能力を持っています。さらに、トレハロースは細胞を酸化的およびカロリー的ストレスから保護します。
一部の生物は、水分量の最大90％を失っても生き残ることができ、この能力は、多くの場合、大量のトレハロースの生産に関連しています。
たとえば、遅い脱水状態では、線虫Aphelenchus avenaeは乾燥重量の20％以上をトレハロースに変換し、その生存はこの糖の合成に関係しています。
トレハロースが細胞膜の脂質二重層の保護剤として機能する能力は、膜が流体を維持することを可能にするその独特の構造に関連しているようです。これは、膜相の融合と分離を防ぎ、したがって、それらの破裂と崩壊を防ぎます。
クラムトレハロース（二枚貝）の構造コンフォメーションは、向かい合った2つの糖環によって形成され、タンパク質と多くの酵素の活性を保護します。トレハロースは、脱水条件下で非結晶性ガラス構造を形成することができます。
トレハロースは広く分布している重要な二糖であり、無脊椎動物の植物や動物に存在する多くのオリゴ糖の構造の一部でもあります。
昆虫の体液の主要な炭水化物であり、飛行などの激しい活動で急速に消費されます。
業界の機能
食品業界では、安定剤や湿潤剤として使用されており、風味付けされた乳飲料、冷たいお茶、魚をベースとした加工製品、または粉末製品に含まれています。また、製薬業界での用途もあります。
冷凍食品を保護し、温度変化に対して安定しているため、飲料の暗い色の変化を防ぎます。悪臭抑制にも使われます。
その優れた保湿力とタンパク質の保護機能により、スキンケアやヘアケアを目的とした多くの製品に含まれています。
工業的には、菓子やベーカリーの砂糖、チョコレート、アルコール飲料に代わる甘味料としても使用されます。
実験的な生物学的機能
実験動物では、いくつかの研究で、トレハロースがインスリン感受性を改善し、肝臓のグルコースを減少させ、脂肪代謝を増加させる遺伝子（アロックス3）を活性化できることが示されています。この研究は、肥満、脂肪肝、II型糖尿病の治療への将来性を示しているようです。
他の研究は、マクロファージの活動の増加などの実験動物におけるトレハロースの使用のいくつかの利点を示しており、アテローム斑を減少させ、したがって「動脈をきれいにする」。
これらのデータは、将来、非常に頻繁な心血管疾患の予防に効果的に影響を与えることができるため、非常に重要です。
参考文献
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