Struktura, cechy i funkcje glukanów

Glukany Są prawdopodobnie najliczniejszymi węglowodanami w biosferze. Większość tworzy ścianę komórkową bakterii, roślin, drożdży i innych żywych organizmów. Niektórzy tworzą substancje rezerwowe kręgowców.

Wszystkie glukany składają się z rodzaju monosacharydu, który jest powtarzany: glukoza. Można je jednak znaleźć w wielkiej różnorodności form i z szeroką gamą funkcji.

Przykład wspólnych linków w B-glucanos (źródło: Jatlas2 / Public Domena przez Wikimedia Commons)

Nazwa glukanu ma swoje główne pochodzenie greckiego słowa "Glykys„, Co oznacza„ słodki ”. Niektóre podręczniki określają glukany jako niekellulozowe polimery utworzone przez cząsteczki glukozy powiązane przez wiązania β 1-3 (mówiąc, że „niekellulozowe” są wykluczone z tej grupy do tych, którzy są częścią ściany komórkowej roślin).

Jednak wszystkie polisacharydy złożone z glukozy, w tym te, które tworzą ścianę komórkową roślin, można zaklasyfikować jako glukany.

Wiele glukanów było częścią pierwszych związków, które zostały wyizolowane z różnych sposobów życia w celu zbadania działań fizjologicznych, jakie miały na kręgowce, szczególnie na układ odpornościowy ssaków.

[TOC]

Struktura

Glucany mają stosunkowo prosty skład, pomimo wielkiej różnorodności i złożoności struktur, które można znaleźć w naturze. Wszystkie są dużymi polimerami glukozy zjednoczonymi przez łącza glukozydyczne, najczęstsze związki to α (1-3), β (1-3) i β (1-6).

Cukry te, podobnie jak wszystkie sakarrydy o podstawie glukozy, zasadniczo składają się z trzech rodzajów atomów: węgla (C), wodoru (H) i tlenu (O), które tworzą cykliczne struktury, które można połączyć między tak tworzeniem łańcucha łańcucha.

Większość glukanów składa się z łańcuchów liniowych, ale te, które przedstawiają konsekwencje wiążą się z nimi poprzez łącza glukozydyczne α (1-4) lub α (1-4) w połączeniu z łączami α (1-6) (1-6).

Może ci służyć: flora i fauna Tabasco: bardziej reprezentatywne gatunki

Ważne jest, aby wspomnieć, że większość glukanów z powiązaniami „α” jest wykorzystywana przez żywe istoty jako zaopatrzenie w energię, w sposób metaboliczny.

Glukany, które mają większą część powiązań „β”, są raczej strukturalnymi węglowodanami. Mają bardziej sztywną strukturę i trudniej jest złamać działanie mechaniczne lub enzymatyczne, więc nie zawsze służą jako źródło energii i węgla.

Rodzaje glukanów

Te makrocząsteczki różnią się w zależności od konfiguracji anomerycznej jednostek glukozy, które je komponują; pozycja, rodzaj i liczba połączonych konsekwencji. Wszystkie warianty zostały podzielone na trzy typy glukanów:

- Β-glukany (celuloza, rzutina, cymosan lub Zimosano itp.)

Struktura chemiczna Zimano

- Α, β-glukany

- Α-glukany (glikogen, skrobia, dekstran itp.)

Struktura chemiczna dekstranu

Α, β-glukany są również znane jako „mieszane glukany”, ponieważ łączą różne rodzaje linków glukozydowych. Mają najbardziej złożone konstrukcje w węglowodanach i zwykle mają trudne konstrukcje do oddzielania w mniejszych łańcuchach węglowodanów.

Zasadniczo glukany mają związki o dużej masie cząsteczkowej, z wartościami różnią się między tysiącami a milionami daltonów.

Charakterystyka glukanu

Wszystkie glukany mają więcej niż 10 cząsteczek glukozy połączonych ze sobą, a najczęstsze jest znalezienie tych związków utworzonych przez setki lub tysiące odpadów glukozowych tworzących pojedynczy łańcuch.

Każdy glukan ma specjalne cechy fizyczne i chemiczne, które różnią się w zależności od ich składu i środowiska, w którym się znajdują.

Kiedy glukany są oczyszczone, nie mają koloru, aromatu ani smaku, chociaż oczyszczenie nigdy nie jest tak precyzyjne, aby uzyskać pojedynczą izolowaną unikalną cząsteczkę i są zawsze określone ilościowo i badane „w przybliżeniu”, ponieważ izolowane zawiera kilka różnych cząsteczek.

Może ci służyć: wybór stabilizatora: co to jest i przykłady

Glucany można znaleźć jako homoglucany lub heteroglucanos.

- Homoglucany składają się z jednego rodzaju anomeru glukozy

- Heteroglucanos powstają przez różne anomery glukozy.

W heteroglucanos jest powszechne, gdy rozpuszczone w wodzie tworzą zawiesiny koloidalne (są one łatwiejsze, jeśli są poddawane ciepło). W niektórych przypadkach, gdy produkowane są konstrukcje uporządkowane i/lub żelowe.

Związek między odpadami, która tworzy główną strukturę glukanów (polimer), występuje dzięki łączom glukozydowym. Jednak struktura jest stabilizowana poprzez interakcje „hydrostatyczne” i kilka mostów wodorowych.

Przykład wiązania glikozydowego w glikogenu (źródło: glykogen.Svg-neurotkerrivative-work-marek-m-public-domen via Wikimedia Commons)

Funkcje

Glucany są bardzo wszechstronnymi strukturami dla żywych komórek. Na przykład w roślinach połączenie wiązań β (1-4) między cząsteczkami β-glukozy daje dużą sztywność ściany komórkowej każdej z jej komórek, tworząc tak zwaną celulozę.

Struktura celulozy (źródło: Vicente net/cc przez (https: // creativeCommons.Org/licencje/według/4.0) Via Wikimedia Commons)

Podobnie jak w roślinach, w bakteriach i grzybach ramą włókien glukanu reprezentuje cząsteczki, które tworzą sztywną ścianę komórkową, która chroni błonę plazmatyczną i cytosol, który znajduje się w komórkach.

U zwierząt kręgowców główną cząsteczką rezerwową jest glikogen. Jest to glukan utworzony przez wiele zjednoczonych pozostałości glukozy, tworzący łańcuch, który jest rozgałęziony wzdłuż konstrukcji.

Ogólnie glikogen jest syntetyzowany w wątrobie wszystkich kręgowców, a część jest przechowywana w tkankach mięśniowych.

Glikogen, „skrobia” zwierząt (źródło: Mikael Häggström / Public Domena, Via Wikimedia Commons)

Podsumowując, glukany mają nie tylko funkcje strukturalne, ale są również ważne z punktu widzenia magazynowania energii. Każdy organizm, który posiada urządzenie enzymatyczne do degradacji łączy i oddzielenia cząsteczek glukozy, aby wykorzystać je jako „paliwo”, wykorzystuje te związki do przetrwania.

Może ci służyć: relacje międzygatunkowe: typy i przykłady

Aplikacje branżowe

Glukany są szeroko stosowane w przemyśle spożywczym na całym świecie, ponieważ mają one bardzo różnorodne cechy i większość nie ma toksycznych skutków konsumpcji ludzi.

Wielu pomaga ustabilizować strukturę żywności poprzez interakcję z wodą, tworząc emulsje lub żele, które zapewniają większą spójność niektórym preparatom kulinarnym. Przykładem może to być skrobia lub skrobia kukurydziana.

Sztuczne smaki żywności są zwykle produktem dodania słodzików, które w większości składają się z glukanów. Muszą one przejść przez bardzo ekstremalne lub długie okresy, aby stracić swoje skutki.

Wysoka temperatura topnienia wszystkich glukanów służy do ochrony wielu związków wrażliwych na niskie temperatury żywności. Glucany „porywa” cząsteczki wody i zapobiegają łamaniu kryształów lodowych cząsteczek, które tworzą pozostałe części pokarmu.

Ponadto struktury utworzone przez glukany w żywności są termorrewractylne, to znaczy poprzez zwiększenie lub zmniejszenie temperatury w żywności, mogą odzyskać swój smak i teksturę w odpowiedniej temperaturze.

Bibliografia

1. Powiedz Luzio, n. R. (1985, grudzień). Aktualizacja działań immunomodulacyjnych glukanów. W Seminaria Springera w immunopatologii (Tom. 8, nie. 4, pp. 387-400). Springer-Verlag.
2. Nelson, zm. L., & Cox, m. M. (2015). Lehninger: Zasady biochemii.
3. Novak, m., & Vetvicka, v. (2009). Glukany jako biologiczne modyfikatory odpowiedzi. Cele związane z zaburzeniami hormonalnymi, metabolicznymi i immunologicznymi (wcześniej obecne cele narkotykowe -imne, zaburzenia hormonalne i metaboliczne), 9 (1), 67-75.
4. Synytsya, a., & Novak, m. (2014). Analiza strukturalna Guchanów. Annals of Translational Medicine, 2 (2).
5. Vetvicka, v., & Vetvickova, j. (2018). Glucany i rak: Porównanie dostępnych komercyjnych β-glukans-par iv. Antycancer Research, 38 (3), 1327-1333.