Cukr umožňující zmrtvýchvstání

Zeptejte se přátel, jaké znají cukry. Vsadíme se, že většina z nich vzpomene na některé z potravin obsahujících sacharózu, glukózu a fruktózu. Pivaře, profesionální kuchaře nebo sportovce mezi nimi poznáte, když se zmíní o maltóze, dextrinu, škrobu nebo glykogenu. Pokud v té chvíli vyjmenují i verbaskózu, stachyózu či rafinózu, máte nejspíš ve svém okolí odborníky. S nimi můžete směle pohovořit také o trehalóze, mimořádně zajímavém a fyziologicky významném disacharidu, který najdeme v tělech rostlin, živočichů, hub i mikroorganismů.

Trehalóza je velmi zajímavý cukr. Tvoří ji dvě molekuly glukózy spojené α-1,1-glykosidovou vazbou, a jde proto o disacharid (obr. 3). Tato chemická vazba významně určuje její vlastnosti. Trehalóza je neredukující cukr, čímž chemici vyjadřují, že neochotně reaguje, a to i tehdy, zahříváme-li ji na vysoké teploty, vůči kterým je značně odolná. Neúčastní se ani Maillardovy reakce, což je významná reakce mezi cukry a aminokyselinami, během které (při vysokých teplotách mezi 140 a 165 °C) vznikají důležité senzorické sloučeniny, zlepšující charakteristickou chuť, barvu a vůni potravin například při grilování masa nebo pečení chleba. Stejně vzdoruje trehalóza i kyselinám a extrémním hodnotám pH. K jejím nejvýznamnějším vlastnostem patří, že její hydroxylové skupiny (–OH) jsou schopné utvářet vodíkové můstky s jinými biologickými molekulami, a tím je stabilizovat. Trehalóza není nijak výrazně sladká a její přítomnost v potravinách nemá vliv na vlastnosti vnímatelné našimi smysly.

V živočišné říši najdeme trehalózu nejčastěji v hemolymfě hmyzu, kde je zdrojem energie zejména pro létání, a plní tedy stejnou úlohu jako glukóza v krvi savců. Savci sice trehalózu ve svých tělech syntetizovat (vytvářet) nedokážou, ale umějí ji velmi dobře metabolizovat. V mikroorganismech (bakteriích, kvasinkách a vláknitých houbách) se trehalóza vyskytuje často a mnohdy ve vysokých koncentracích. Její hlavní role spočívá v ukládání energie a ochraně buněk před faktory životního prostředí a před nedostatkem potravy. Pokud doma používáte suché kvasnice na pečení, které „ožívají“ po smíchání s vodou, obsahují zvýšené množství trehalózy, která jim umožňuje přežít proces sušení při výrobě a dlouhodobé skladování v sáčku.

V cévnatých rostlinách se trehalóza vyskytuje jen ve velmi malém množství. Výjimku tvoří rostliny v angličtině trefně nazývané rostliny schopné zmrtvýchvstání (resurrection plants). Mezi ně patří například vratička měsíční (Botrychium lunaria), Myrothamnus flabellifolius či vraneček (Selaginella lepidophylla, známý také jako růže z Jericha, obr. 4), který obsahuje až 12 % trehalózy. V rostlinách tento sacharid ochraňuje buněčné makromolekuly, které by jinak při nedostatku vody ztratily biologické funkce.