Epimerisaatio

Epimerisaatio on kemiallinen tai biokemiallinen prosessi, jossa molekyylin yhden stereokeskuksen konfiguraatio muuttuu siten, että syntyy epimeeri. Epimeerit ovat stereoisomeerejä, jotka eroavat toisistaan täsmälleen yhdessä stereokeskuksessa. Yleisimpiä kohteita ovat monosakkaridit, joissa C-2, C-4 tai muut keskukset määrittelevät sokerin biologisen ja kemiallisen luonteen. Esimerkkejä ovat glukoosin ja mannoseen (C-2) sekä glukoosin ja galaktosen (C-4) epimerisaatiot.

Mekanismit ovat sekä kemiallisia että biokemiallisia. Kemiallisissa epimerisaatioissa inversionti tapahtuu usein enolaatio- tai enediolivaiheessa: hiilen, joka sijaitsee karbonyliryhmän adjacent, vety poistuu muodostaen väliaikaisen enolaattia; protonointi tapahtuu vastakkaiselta puolelta, jolloin konfiguraatio kääntyy. Tämä prosessi on herkkä paineen, lämpötilan ja pH:n vaikutuksille. Biokemiallisessa kontekstissa epimerisaatiot katalysoivat entsyymien, epimeraasien, kontrolloimana; esimerkkejä ovat UDP-glukoosiepimeraasin (GALE) katalysoima UDP-glukoosin ja UDP-galaktosin epimerisaatio sekä muita hiilihydraattien biosynteesin vaiheita.

Merkitys ja sovellukset: epimerisaatiot mahdollistavat erilaisten hiilihydraattien biologisen tuotannon ja muuntamisen ilman kokonaisuutta rakentamisen muuttamista. Ne vaikuttavat sekä biologiseen toimintaan että lääkkeiden ja elintarvikkeiden koostumukseen, sillä epimeerien ero voi muuttaa sitoutumista proteiineihin ja metaboliaa. Epimerisaatio on keskeinen käsite hiilihydraattikemian ja glykon biokemian alalla, sekä laboratorio- että teollisuuskonteksteissa.