Značilnosti, sestava, funkcije, vrste oligosaharidov

The oligosaharidi (Iz grščine, Oligo = malo; trava = sladkor) so molekule, sestavljene iz dveh do deset odpadkov združenih monosaharidov z glikozidnimi vezmi. Oligosaccharides come from a wide variety of food sources, such as milk, tomatoes, banana, brown sugar, onion, barley, soy, rye and garlic.

V industriji prehrane in kmetijstva je bilo oligosaharidom namenjeno veliko pozornosti za njihovo uporabo kot prebiotiki, ne -dibajske, koristne snovi zahvaljujoč selektivni stimulaciji rasti in aktivnosti bakterijskih vrst v debelem črevesu.

Vir: Pixabay.com

Te prebiotike dobimo iz naravnih virov ali s hidrolizo polisaharida. Oligosaharidi v rastlinah so glukozni oligosaharidi, galaktozni oligosaharidi in saharozni oligosaharidi, pri čemer so slednji najpogostejši od vseh.

Oligosaharidi so lahko združeni tudi z beljakovinami, ki tvorijo glikoproteine, katerih vsebnost teže se giblje med 1% in 90%. Glikoproteini imajo pomembno vlogo pri prepoznavanju celic, lektinski zvezi, tvorbi zunajceličnega matriksa, virusnih okužbah, prepoznavanju in antigenih determinantih.

Glikoproteini imajo spremenljivo sestavo ogljikovih hidratov, ki je znana kot mikroheterogenost. Karakterizacija strukture ogljikovih hidratov je eden od ciljev glimikov.

[TOC]

Značilnosti

Oligosaharidi, kot so drugi ogljikovi hidrati, sestavljajo monosaharidi, ki so lahko ketosas (s keto skupino) in aldose (s skupino aldehida). Obe vrsti sladkorjev imata številne hidroksilne skupine, to je polihidroksilirane snovi, katerih alkoholne skupine so lahko primarne ali sekundarne.

Struktura monosaharidov, ki sestavljajo oligosaharide, je ciklična in je lahko tipa piranosa ali furanosa. Na primer, glukoza je aldoza, katere ciklična struktura je piranosa. Medtem ko je fruktoza Zea, katere ciklična struktura je furan.

Vsi monosaharidi, ki sestavljajo oligosaharide, imajo konfiguracijo d gliceraldehida. Zaradi tega je glukoza D-glukopoparan in fruktoza. Konfiguracija okoli anomernega ogljika, C1 glukoze in C2 v fruktozi določa konfiguracijo alfa ali beta.

Anomerna skupina sladkorja se lahko kondenzira z alkoholom, da tvori povezave α- in β-Glukozidi.

Ne -diragibilni oligosaharidi (OND) imajo konfiguracijo β, ki jih prebavni encimi črevesa in sline ni mogoče hidrolizirati. Vendar so občutljivi na hidrolizo zaradi encimov bakterij debelega črevesa.

Kompozicija

Večina oligosaharidov ima med 3 in 10 monosaharidnimi ostanki. Izjema je Inulin, ki je OND, ki ima veliko več kot 10 monosaharidnih odpadkov. Beseda ostanki se nanaša na dejstvo, da ko se med monosaharidi oblikuje glikozidna vez, pride do izločanja molekule vode.

Sestava oligosaharidov je pozneje opisana v razdelku o glavnih vrstah oligosaharidov.

Funkcije

Najpogostejši disaharidi, kot sta saharoza in laktoza, so vir energije v obliki adenostnega trfosfata (ATP).

Objavljeno je povečanje objavljenih znanstvenih člankov o zdravstvenih lastnostih OND kot prebiotike.

Nekatere funkcije OND, ki so prebiotiki, so spodbujanje rasti spolnih bakterij Bifidobakterije in zmanjšati holesterol. Ond služijo kot umetna sladila, imajo vlogo pri osteoporozi in pri nadzoru diabetesa mellitus 2, spodbujajo rast črevesne mikroflore.

Poleg tega je bila lastnina pripisana OND.

Fantje

Oligosaharide bi lahko razdelili na običajne in redke oligosaharide. Prvi so disaharidi, kot sta saharoza in laktoza. Sekunde imajo tri ali več ostankov monosaharidov in jih večinoma najdemo v rastlinah.

Vam lahko služi: entični živčni sistem

Oligosaharidi, ki jih najdemo v naravi, se razlikujejo v monosaharidih, ki jih sestavljajo.

Na ta način obstajajo naslednji oligosaharidi: fructooligosaharidi (FOS), galatooligosaharidi (GOS); lactulooligosaharidi, pridobljeni iz galatooligosaharidov (LDGO); Xilooligosacharidi (XOS); Arabinooligosaharidi (AOS); Derivati ​​morskih alg (ADMO).

Drugi oligosaharidi so kisline, pridobljene iz pektina (PAOS), metaloligosaharidi (MO), ciklodekstrina (CD), izomalto-oligosaharidi (IMO) in oligosaharidi človeškega mleka (HMO).

Drug način za razvrščanje oligosaharidov je, da jih ločite v dve skupini: 1) primarne oligosaharide, ki jih najdemo v rastlinah, in so razdeljeni na dve vrsti, ki temeljijo na glukozi in saharozi; 2) Sekundarni oligosaharidi, ki nastanejo iz primarnih oligosaharidov.

Primarni oligosaharidi so tisti, ki so sintetizirani iz mono-u oligosacardid. Primer, saharoza.

Sekundarni oligosaharidi so oblikovani In vivo tudi In vitro Skozi velike oligosaharidi hidrolize, polisaharidov, glikoproteinov in glikolipidov.

Disaharidi

Najpogostejši disaharid v rastlinah je saharoza, ki jo tvori glukoza in fruktoza. Vaše sistematično ime je Tudi-α-D-glukopiranosil- (1-2)-β-D- fructofuranosido. Ker C1 v glukozi in C2 v fruktozi sodeluje v glikozidni vezi, saharoza ni redukcijski sladkor.

Laktoza je sestavljena iz galaktoze in glukoze in je le v mleku. Njegova koncentracija se giblje od 0 do 7%, odvisno od vrst sesalcev. Sistematično ime laktoze Tudi-β-D-galatopiranoil- (1-4) -D-glukopiranosa.

Glavni oligosaharidi

Fructooligosacharides (FOS)

Izraz fructooligosaharid se pogosto uporablja za 1^F(1-β-dfruktofuranosil)_n-saharoza, kje n Je 2 do 10 enot fruktoze. Na primer, dve fruktozni enoti tvorita 1-destoza; Tri enote tvorijo 1-nistosa; in štiri enote tvorijo 1-fruktofuranozil-nistosa.

Fos so topna in rahlo sladka vlakna, tvorijo gele, kažejo odpornost na encime, ki sodelujejo pri prebavi, kot so alfa-amilaza, sacaase in maltaza. Prisotni so v žitih, sadju in zelenjavi. Iz različnih virov jih je mogoče izvleči tudi z encimskimi reakcijami.

Med koristmi za zdravje je preprečevanje črevesnih okužb in dihalnih trakta, povečanje odziva imunskega sistema in spodbudi rast vrst Lactobacilli in Bifidobakterije, in povečati absorpcijo mineralov.

Galatooligosacharides (GOS)

Galctooligosacharide se imenujejo tudi Transghalactools. Na splošno so molekule GOS lahko predstavljene kot: gal ^X(Gal)_n ^In Glc.

Kjer je galaktoza in n povezava β-1.4, ki se pridruži odpadkom galaktoze. Formula kaže tudi, da β-Galactosidasas sintetizira tudi druge povezave: β-(1-3) in β-(1-6).

Gossi nastajajo iz laktoze s transgatorkozilacijo, ki jo katalizira β-Galaktosidaze. Mleko za sesalce je naravni vir GOS. GOS spodbuja rast bifidobakterij.

Goss so komercialno izdelani z imenom Oligomate 55, ki je pripravljen na podlagi β-Galactosidasas de Aspergillus oryzae in Streptoccoccus themophilus. Vsebuje 36% Tri, tetra-, penta- in hexa-galakto-oligosaharidov, 16% disaharidov galaktosil-glukoze in galaktozil-galaktoze, 38% monozaharidov in 10% laktoze.

Čeprav se sestava Goss, komercialno proizvedena, lahko razlikuje glede na izvor β-galaktosidaza, ki jo uporabljajo. Frieslandcampina in Nissin Sugar Companies uporabljajo encime iz Kroženje bacilla in Cryptococcus laurentii, oziroma

Med prednosti porabe GOS so preureditev črevesne flore, regulacija črevesnega imunskega sistema in ojačitev črevesne pregrade.

Iz laktoze lahko z uporabo oksiduktaze dobimo tudi laktilozne, tagatozne in acidolaktobionske oligosaharide.

Xilooligosacharides (XOS)

XOS sestavljajo enote Xilosa, združene z povezavami β-(1-4). Polimeriza med dvema in desetimi monosaharidi. Nekateri XOS imajo lahko arabinil, acetil ali glukoronil razloge.

Vam lahko služi: peptidoglikan: sinteza, struktura, funkcije

XOSS se encimsko proizvaja s hidrolizo ksilano iz breze lubja, oves, srca ali nerazdrobljivega dela koruze. XOSS se v glavnem uporablja na Japonskem, pod odobritvijo Foshuja (hrana za posebno zdravstveno uporabo).

Feruloiljevi ksilogosaharidi ali oligosaharidi so prisotni v pšeničnem kruhu, ječmenovem lupini, mandljevih lupinah, bambusu in srcu, nemodljivem delu koruze. Xos lahko ekstrahiramo z encimsko razgradnjo Xilanosa.

Ti oligosaharidi imajo lastnost zmanjšanja skupnega holesterola pri bolnikih z diabetesom mellitusom tipa 2, rakom debelega črevesa. So bifidogeni.

Arabinooligosacharides (AOS)

Leta dobimo s hidrolizo arabinskega polisaharida, ki ima povezave α-(1-3) in α- (1-5) L-arabinofuranosa. Arabinous je prisoten v Arabinanu, Arabinagalactanosu ali Arabinu Xilanosu, ki so sestavni deli rastline celične stene. Povezava vrste leta je odvisna od vira.

Leta zmanjšujejo vnetje bolnikov z ulceroznim kolitisom, prav tako spodbujajo rast Bifidobacterium in Lactobacillus.

Izomalt-oligosaharidi (IMO)

Struktura IMO sestavljajo glikozilski odpadki, združeni za maltozo ali izomalt α-(1-6), ki je najpogostejši hudomušen in stagniran.

IMO nastaja v industriji pod imenom Isomalto-900, ki je sestavljen iz inkubacije α-amilaza, pulrulane in α-Glukozidaza s koruznim škrobom. Glavni oligosaharidi v dobljeni mešanici so izomaltoza (Glu α-1-6 Glu), Isomaltriosa (Glu α-1-6 Glu α-1-6 glu) in panoza (Glu α-1-6 Glu α-1-4 Glu).

Med zdravstvenimi koristmi je zmanjšanje dušikovih izdelkov. Imajo antidiabetični učinek. Presnova lipidov se izboljšuje.

Prebiotične uporabe pri raku debelega črevesa

Ocenjujejo, da ima 15% dejavnikov, ki vplivajo na videz te bolezni. Eden od teh dejavnikov je prehrana, znano je, da meso in alkohol povečujeta tveganje za pojav te bolezni, medtem ko ga prehrana, bogata z vlakninami in mlekom, zmanjša.

Pokazalo se je, da obstaja tesno povezavo med presnovnimi aktivnostmi črevesnih bakterij in tvorbo tumorjev. Racionalna uporaba prebiotikov temelji na opazovanju, da bifidobakterije in laktobacilus ne proizvajajo rakotvornih spojin.

V živalskih modelih je bilo izvedenih veliko raziskav in zelo malo pri ljudeh. Pri ljudeh, podobno kot živalski modeli.

Prebiotične uporabe pri vnetni bolezni črevesa

Za vnetno črevesno bolezen je značilno nenadzorovano vnetje prebavil. Obstajata dve povezani stanji, in sicer: Crohnova bolezen in ulcerozni kolitis.

Z uporabo živalskih modelov ulceroznega kolititisa je bilo pokazano, da uporaba antibiotikov širokega spektra preprečuje razvoj bolezni. Pomembno je poudariti, da se mikrobiota zdravih posameznikov razlikuje od posameznikov, ki trpijo zaradi vnetne bolezni črevesa.

Zaradi tega obstaja posebno zanimanje za uporabo prebiotikov za zmanjšanje vnetnega stanja. Študije, izvedene v živalskih modelih.

Oligosaharidi v glikoproteinih

Beljakovine v krvni plazmi, veliko beljakovin mleka in jajc, mucine, komponente vezivnega tkiva, nekateri hormoni, celoviti plazemski membranski beljakovini in številni encimi so glikoproteini (GP). Na splošno ima oligosaharid v GP v povprečju 15 enot monosaharidov.

Vam lahko služi: citogenetika: zgodovina, kakšne študije, tehnike, aplikacije

Oligosaharidi so povezani z beljakovinami s povezavami N-glukosidicos u Tudi-glikozidni. Zvezo N-Glukozid je sestavljen iz tvorbe kovalentne vezi med N-acetil-glukozaminom (GLCNAC) in dušikom amida skupine aminokislinskih asparagina (ASN) X-Th.

Beljakovinska glikozilacija, beljakovinski oligosaharidi Union, biosinteza beljakovin se pojavlja hkrati. Natančni koraki tega procesa se razlikujejo glede na identiteto glikoproteinov, vendar imajo vsi N-Unided Oligosacharidi pentapéptid s strukturo: GlcNACβ (1-4) Glcnacβ (1-4) Človek [MANα (1-6)]₂.

Zvezo Tudi-glikozid, sestavljen iz zveze disaharida β-Galaktozil- (1-3)-α-N-acetilgalaktosamin v skupino OH serina (bitje) ali treonina (thr). Oligosaharidi Tudi-United je bil različen po velikosti, na primer lahko doseže do 1000 enot disaharidov v proteoglikanih.

Funkcija oligosaharidov v glikoproteinih

Sestavni del ogljikovih hidratov v GPS uravnava številne procese. Na primer v interakciji med spermo in ovulo med oploditvijo. Zrela ovula je obdana z zunajcelično plastjo, imenovano območje pelukida (ZP). Sprejemnik na površini sperme prepozna oligosaharide, pritrjene na ZP, ki je GP.

Interakcija sperme receptorja z zp oligosaharidi povzroči sproščanje proteaz in hialuronidaz. Ti encimi raztopijo zp. Na ta način lahko sperma prodre v ovule.

Drugi primer so oligosaharidi kot antigeni determinanti. Antigeni krvnih skupin ABO so oligosaharidi glikoproteinov in glikolipidov na površini posameznikovih celic. Posamezniki s celicami tipa A imajo antigene na svoji celični površini in prenašajo protitelesa proti B v krvi.

Posamezniki z B celic prenašajo antigene B in prenašajo protitelesa proti A. Posamezniki s celicami tipa AB imajo antigene A in B in nimajo protiteles proti A ali proti B.

Posamezniki tipa O imajo celice, ki nimajo antigena, in imajo protitelesa proti A in mravljam. Te informacije so ključne za uresničitev transfuzij krvi.

Reference

1. Belorkar, s. Do., Gupta, a. K. 2016. Oligosaharidi: blagodej iz narave. Am Express, 6, 82, doi 10.1186/S13568-016-0253-5.
2. Eggleston, g., Slonokoščena obala, g. L. 2003. Oligosaharidi v hrani in kmetijstvu. American Chemical Society, Washington.
3. Gänzle, m.G., Foller, r. 2012. Metabolizem oligosaharidov in škroba v Lactobacilliju: pregled. Meje v mikrobiologiji, doi: 10.3389/FMICB.2012.00340.
4. Kim, s.K. 2011. Hitin, hitozan, oligosaharididi in njihove derivati ​​biološke dejavnosti in aplikacije. CRC Press, Boca Raton.
5. Liptak, a., Szurmai, Z., Fügedi, str., Harangi, j. 1991. CRC Priročnik za oligosaharide: zvezek III: višji oligosaharidi. CRC Press, Boca Raton.
6. Moreno, f. J., Sanz, m. L. Oligosaharidi hrane: proizvodnja, analiza in bioaktivnost. Wiley, Chichester.
7. Mussatto, s. Yo., Mancilha, i. M. 2007. Nemoteni oligosaharidi: pregled. Ogljikovi hidratni polimeri, 68, 587-597.
8. Nelson, d. L., Cox, m. M. 2017. Lehningerjeva načela biokemije. W. H. Freeman, New York.
9. Oliveira, d. L., Wilbey, a., Grandison. Do. S., Roseiro, l. B. Mlečni oligosaharidi: pregled. International Journal of Dairy Technology, 68, 305-321.
10. Rastall, R. Do. 2010. Funkcionalni oligosaharidi: uporaba in izdelava. Letni pregled prehrambene znanosti in tehnologije, 1, 305-339.
11. Sinnott, m. L. 2007. Kemija ogljikovih hidratov in struktura in mehanizem biokemije. Royal Society of Chemistry, Cambridge.
12. Palica, r. V., Williams, s. J. 2009. Ogljikovi hidrati: bistvene molekule življenja. Elsevier, Amsterdam.
13. Tomasik, str. 2004. Kemične in funkcionalne lastnosti saharida hrane. CRC Press, Boca Raton.
14. Voet, d., Voet, J. G., Pratt, c. W. 2008. Osnove biokemije - življenje na molekularni ravni. Wiley, Hoboken.