Polisaharidi

Kaj so polisaharidi?

The polisaharidi, Velikokrat se imenujejo glikani, gre za kemične spojine z visoko molekulsko maso, ki jih tvori več kot 10 enot posameznih sladkorjev (monosaharidi). Z drugimi besedami, to so monosaharidni polimeri, združeni skozi glikozidne povezave.

To so zelo pogoste molekule v naravi, saj jih najdemo v vseh živih bitjih, kjer izvajajo različne funkcije, od katerih se mnogi še preučujejo. Veljajo za največji vir obnovljivih naravnih virov na Zemlji.

Celulozna struktura, homopolisaharid (vir: http: // www.monografije.com/Jobs46/celuloza-madera/celuloza-madera2.SHTML/CC BY-SA (https: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/4.0) prek Wikimedia Commons)

Stena rastlinskih celic, na primer, tvori eden najpogostejših polisaharidov v biosferi: celuloza.

Ta spojina, ki jo tvorijo ponavljajoče se enote monosaharida, imenovane glukoza, služi kot hrana za tisoče mikroorganizmov, gliv in živali, poleg funkcij, ki jih ima pri vzdrževanju strukture zelenjave.

Človek je s časom uspel izkoristiti celulozo za praktične namene: uporabite bombaž za izdelavo oblačil, "celuloze" dreves za igranje papirja itd.

Še en zelo obilen polisaharid, ki ga proizvajajo tudi rastline in za človeka, je škrob, saj je eden glavnih virov ogljika in energije. Je v zrnih žitov, v gomoljih itd.

Značilnosti polisaharidov

- So zelo visoke makromolekule molekulske mase

- V glavnem so sestavljeni iz atomov ogljika, vodika in kisika

- So zelo različni strukturno in funkcionalno gledani

- Na zemlji so praktično vsa živa bitja: rastline, živali, bakterije, protozoje in glive

- Nekateri polisaharidi so v vodi in drugih zelo topni, kar običajno ni odvisno od prisotnosti posledic v njegovi strukturi

- Delujejo v shranjevanju energije, v celični komunikaciji, v strukturni podpori celic in tkiv itd.

- Njegova hidroliza na splošno povzroči sproščanje posameznih odpadkov (monosaharidi)

- Najdemo jih lahko kot del bolj zapletenih makromolekul, kot so ogljikovi hidratni del številnih glikoproteinov, glikolipidov itd.

Struktura polisaharidov

Polisaharidi so polimeri več kot 10 odpadkov sladkorjev ali monosaharidov, ki se združijo prek glukozičnih povezav.

Čeprav gre za izjemno raznolike molekule (obstaja neskončna raznolikost možnih strukturnih vrst), so najpogosteje najdeni monosaharidi v strukturi polisaharida pentozni in heksijski sladkor.

Vam lahko služi: ovogeneza: faze, značilnosti pri živalih in rastlinah

Raznolikost

Raznolikost teh makromolekul je v dejstvu, da je lahko poleg različnih sladkorjev, ki jih lahko tvorijo, vsak sladkor.

Poleg tega so lahko glikozidne vezi v α- ali β-konfiguraciji in, kot da to ni dovolj, lahko tvorba teh vezi pomeni zamenjavo ene ali več hidroksilnih skupin (-OH) v sosednjem ostanku.

Lahko jih tvorijo tudi sladkorji z razvejanimi verigami, sladkorji brez ene ali več hidroksilnih skupin (-OH) in sladkorjev več kot 6 ogljikovih atomov, pa tudi z različnimi monosaharidnimi derivati ​​(pogosti ali ne).

Grafični prikaz linearnega polisaharida in druge veje

Polisaharidi z linearnimi verigami so na splošno "pakirani" v toge ali sproščene strukture in so netopni v vodi, v nasprotju z razvejanimi polisaharidi, ki so v vodi zelo topni in oblikujejo "pasto" v vodnih raztopinah.

Klasifikacija polisaharidov

Klasifikacija polisaharidov običajno temelji na njihovem naravnem pojavu, vendar je vse pogosteje razvrstiti glede na njihovo kemijsko strukturo.

Številni avtorji menijo, da najboljši način za razvrščanje polisaharidov temelji na vrsti sladkorjev, ki jih sestavljajo, po tem, po kateri sta bili opredeljeni dve veliki skupini: način homopolisaharidov in na heteropolisaharidi.

Homopolisaharidi ali homoglikani

V to skupino pripadajo vsem polisaharidom, ki jih tvorijo enote enakih sladkorjev ali monosaharidov, to je homopolimeri iste vrste sladkorja.

Najpreprostejši homopolisaharidi so tisti, ki imajo linearno konformacijo, v kateri so vsi ostanki sladkorja združeni z isto vrsto kemične vezi. Celuloza je dober primer: gre za polisaharid, sestavljen iz glukoznih odpadkov, združenih z β vezmi (1 → 4).

Vendar pa obstajajo bolj zapleteni homopolisaharidi in so tisti, ki imajo v linearni verigi več kot eno vrsto povezave in lahko celo predstavljajo posledice.

Primeri zelo pogostih homopolisaharidov so celuloza, glikogen in škrob, ki jih tvorijo ponavljajoče se enote glukoze; Ta skupina vključuje tudi chitin, ki ga sestavljajo ponavljajoče se enote N-acetil-glukozamin, derivat glukoze.

Potem so v literaturi še manj priljubljeni, kot so fruktani (sestavljeni iz fruktoznih enot), pentozani (sestavljeni iz arabinoznih ali ksiloze) in pektinov (ki jih tvorijo derivati ​​galakturonske kisline, izpeljane iz galaktoze).

Vam lahko služi: aerobno dihanje

Heteropolisaharidi ali heteroglikani

V tej skupini so na drugi strani razvrščeni vsi tisti polisaharidi, ki so sestavljeni iz dveh ali več različnih vrst sladkorjev, to je heteropolimeri različnih sladkorjev.

Najpreprostejši heteropoli tvorijo dva različna sladkorna odpadka (ali derivati ​​sladkorja), ki sta lahko (1) v isti linearni verigi ali (2) ena, ki tvori glavno linearno črto, druge konstituirajoče stranske verige.

Vendar pa lahko obstajajo tudi heteropolisaharidi, ki jih tvori več kot 2 vrsti sladkih, visoko razvejanih odpadkov ali ne.

Mnoge od teh molekul so povezane z beljakovinami ali lipidi, ki tvorijo glikoproteine ​​in glukolipide, zelo obilne v živalskih tkivih.

Zelo pogosti primeri heteropolisaharidov so tisti, ki so del mukopolisaharide N-Acetil-D-glukozamin.

Čristini, prisotni pri vseh živalih z vretenčarji, imajo tudi obilne heteropolisaharide, zlasti hondroitin sulfat, ki ga tvorijo ponavljajoče se enote glukoronske kisline in N-Acetil-D-galaktozamin.

Splošno dejstvo o nomenklaturi

Polisaharidi so poimenovani z generičnim glikanskim izrazom, zato najbolj natančne nomenklature uporabljajo za podelitev imena, predpono "starševskega sladkorja" in prenehanja ""-leto". Na primer, polisaharid, ki temelji na glukoznih enotah.

Primeri polisaharidov

V celotnem besedilu smo navedli najpogostejše primere, ki brez dvoma predstavljajo to veliko skupino makromolekul. Nato bomo razvili malo več od njih in omenili druge enako pomembne.

Glikogen in celuloza, dva polisaharida (vir: sunshineConnelly v.Wikibooks/cc by (https: // creativeCommons.Org/licence/by/2.5) prek Wikimedia Commons, spremenjen z Raquel Paradia Puig)

Celuloza in čitina

Celuloza, polimer glukoznih odpadkov je skupaj s hitinom polimer odpadkov N-Acetil-glukozamin, eden najpogostejših polimerov na zemlji.

Quitina molekula

Prvi je temeljni del stene, ki pokriva rastlinske celice, zadnji pa je na steni glivičnih celic in na primer eksoskelet z artropopom.

Oba homopolisaharida sta enako pomembna, ne le za človeka, ampak za vse ekosisteme biosfere, saj sta strukturni del organizmov, ki so na dnu prehranske verige.

Vam lahko služi: makroskopske glive

Glikogen in škrob

Polisaharidi med številnimi funkcijami služijo kot material za rezervo energije. V rastlinah nastaja škrob in pri živalih se pojavi glikogen.

Oba sta homopolisaharidi, sestavljeni iz glukoznih odpadkov, ki so združeni z različnimi glukozidnimi vezmi, ki predstavljajo številne posledice v precej zapletenih vzorcih. S pomočjo nekaterih beljakovin lahko dve vrsti molekul tvorita bolj kompaktna zrnca.

Škrob je kompleks, ki ga tvorita dva različna glukozna polimeri: amilosa in amilopektin. Amiloza je linearni polimer glukoznih odpadkov, združenih z α (1 → 4) vezi, amillektin pa je razvejani polimer, ki se veže na amilozo z α vezi (1 → 6).

Škrobna zrna v krompirjevi celici. Vir: ganímedes/cc by-s (https: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/4.0

Glikogen je na drugi strani tudi polimer glukoznih enot, povezanih s povezavami α (1 → 4) in s številnimi posledicami, povezanimi s povezavami α (1 → 6). To predstavlja številne posledice, bistveno večje od škroba.

Struktura glikogena

Heparin

Heparin je glukozaminoglikan, povezan s sulfatnimi skupinami. Je heteropolisaharid, sestavljen iz enot glukoronske kisline, od katerih je veliko esterificiranih in sulfatnih enot N-glukozamin, ki ima v svojem ogljiku dodatno skupino sulfata, ki jo povezujejo α (1 → 4) vezi.

Heoparinska struktura. Vir slike: Jü / CC0

Ta spojina se običajno uporablja kot antikoagulant, običajno predpisan za zdravljenje nestabilnih srčnih napadov in napadov na prsih.

Drugi polisaharidi

Rastline proizvajajo številne snovi, bogate s kompleksnimi heteropolisaharidi, vključno z dlesni in drugimi lepilnimi ali emulgarnimi spojinami. Te snovi so večkrat bogate s polimeri glukoronske kisline in drugimi sladkorji.

Bakterije proizvajajo tudi heteropolisaharide, ki se večkrat sproščajo proti okoliškem okolju, zato so znani kot eksopolizaharidi.

Številne od teh snovi so uporabljene kot gelizirajoča sredstva v prehrambeni industriji, zlasti tistih, ki jih sintetizirajo bakterije, ki jih je.

Reference

1. Iz Vuysta, l., & Degeest, b. (1999). Heteropolisaharidi iz mlečnokislih bakterij. Recenzije mikrobiologije FEMS, 23 (2), 153-177.
2. Aspinall, g. Tudi. (Ed.). (2014). Polisaharidi. Akademski tisk.
3. Uredniki Encyclopeedia Britannica (2019). Britannica Encyclopeedia. Pridobljeno 18. aprila 2020 z www.Britannica.com/znanost/polisaharid
4. Dische, z. Do. C. H. Do. B. Yo. Do. S. (1955). Sladkor v polisaharidih. V metodah biokemijske analize (vol. 2, str. 313-358). Interscience New York.
5. Brown Jr, r. M. (2004). Celulozna struktura in biosinteza: Kaj je na voljo za 21. stoletje? Journal of Polymer Science Del A: Polimerna kemija, 42 (3), 487-495.
6. Škrlat, str. J. (2002). Glikogen in njegov presnova. Trenutna molekularna medicina, 2 (2), 101-120.Do polimerne znanosti del A: Polimerna kemija, 42 (3), 487-495.