Polisacharydy

Co to są polisacharydy?

polisacharydy, Wiele razy nazywane glikanami, są to związki chemiczne o wysokiej masie cząsteczkowej utworzone przez ponad 10 jednostek poszczególnych cukrów (monosacharydy). Innymi słowy, są to polimery monosacharydowe zjednoczeni razem poprzez linki glikozydowe.

Są to bardzo powszechne cząsteczki w naturze, ponieważ występują one we wszystkich żywych istotach, gdzie wykonują różne funkcje, z których wiele jest nadal badanych. Są uważane za największe źródło odnawialnych zasobów naturalnych na Ziemi.

Struktura celulozy, homopolisacharyd (źródło: http: // www.monografie.COM/Jobs46/celuloza-Madera/celuloza-Madera2.SHTML/CC BY-SA (https: // creativeCommons.Org/licencje/nabrzeże/4.0) Via Wikimedia Commons)

Na przykład ściana komórek roślinnych tworzy jeden z najliczniejszych polisacharydów w biosferze: celuloza.

Ten związek, utworzony przez powtarzane jednostki monosacharydu zwanego glukozą, służy jako pokarm dla tysięcy mikroorganizmów, grzybów i zwierząt, oprócz funkcji, które ma w utrzymaniu struktury warzyw.

Mężczyzna z upływem czasu udało się skorzystać z celulozy w celach praktycznych: użyj bawełny do tworzenia odzieży, „miazgi” drzew do zabawy papieru itp.

Kolejnym bardzo obfitym polisacharydem, również wytwarzanym przez rośliny i ogromnego znaczenia dla człowieka jest skrobia, ponieważ jest to jedno z głównych źródeł węgla i energii. Jest w ziarnach zbóż, w bulwach itp.

Charakterystyka polisacharydów

- Są to bardzo wysokie makrocząsteczki masy cząsteczkowej

- Składają się głównie z atomów węgla, wodoru i tlenu

- Są bardzo różne strukturalnie i funkcjonalnie

- Na Ziemi są praktycznie wszystkie żywe istoty: rośliny, zwierzęta, bakterie, pierwotniaki i grzyby

- Niektóre polisacharydy są wysoce rozpuszczalne w wodzie i innych, co zwykle nie zależy od obecności konsekwencji w jego strukturze

- Pracują w magazynowaniu energii, w komunikacji komórkowej, w strukturalnym wsparciu komórek i tkanek itp.

- Jego hydroliza ogólnie powoduje uwolnienie poszczególnych odpadów (monosacharydy)

- Można je znaleźć jako część bardziej złożonych makrocząsteczek, takich jak część węglowodanów wielu glikoprotein, glikolipidów itp.

Struktura polisacharydów

Polisacharydy są polimerami ponad 10 marnotrawstw cukrów lub monosacharydów, które są łączone razem za pomocą linków glukozydowych.

Chociaż są to wyjątkowo różnorodne cząsteczki (istnieje nieskończona różnorodność możliwych typów strukturalnych), najczęściej znajdujące się monosacharydy w strukturze polisacharydu są cukru pentowe i heksowe, to znaczy cukrów odpowiednio 5 i 6 atomów węglowych.

Może ci służyć: ovogeneza: fazy, cechy u zwierząt i roślin

Różnorodność

Różnorodność tych makrocząsteczek polega na tym, że oprócz różnych cukrów, które mogą je tworzyć, każda reszta cukru może znajdować się w dwóch różnych postaciach cyklicznych: furbanżowych lub piranosa (tylko te cukry o 5 i 6 atomach węgla).

Ponadto wiązania glikozydowe mogą znajdować się w konfiguracji α- lub β i, jakby to było niewystarczające, tworzenie tych wiązań może oznaczać zastąpienie jednej lub więcej grup hydroksylowych (-OH) w sąsiednich pozostałościach.

Mogą być również tworzone przez cukry z rozgałęzionymi łańcuchami, cukrami bez jednej lub większej liczby grup hydroksylowych (-OH) i przez cukry ponad 6 atomów węgla, a także przez różne pochodne monosacharydów (wspólne lub nie).

Graficzna reprezentacja liniowego polisacharydu i innej gałęzi

Polisacharydy z łańcuchami liniowymi są na ogół „pakowane” w strukturach sztywnych lub uwolnionych i są nierozpuszczalne w wodzie, w przeciwieństwie do rozgałęzionych polisacharydów, które są wysoce rozpuszczalne w wodzie i tworzą „pastowe” struktury w roztworach wodnych w wodnych roztworach.

Klasyfikacja polisacharydów

Klasyfikacja polisacharydów jest zwykle oparta na ich naturalnym wystąpieniu, jednak coraz częściej klasyfikuje je zgodnie z ich strukturą chemiczną.

Wielu autorów uważa, że ​​najlepszym sposobem klasyfikacji polisacharydów opiera się na rodzaju cukrów, które je komponują, zgodnie z których zdefiniowano dwie duże grupy: homopolisacharydów i heteropolisacharydów.

Homopolisacharydy lub homoglikany

Do tej grupy należą wszystkie polisacharydy tworzone przez jednostki identycznych cukrów lub monosacharydów, to znaczy są homopolimerami tego samego rodzaju cukru.

Najprostsze homopolisacharydy to te, które mają konformację liniową, w której wszystkie reszty cukru są zjednoczone dzięki temu samemu typowi wiązania chemicznego. Celluloza jest dobrym przykładem: jest to polisacharyd złożony z odpadów glukozowych zjednoczonych przez β łącza (1 → 4).

Istnieją jednak bardziej złożone homopolisacharydy i są tymi, które mają więcej niż jeden rodzaj łącza w łańcuchu liniowym i mogą nawet przedstawiać konsekwencje.

Przykładami bardzo powszechnych homopolisacharydów są celuloza, glikogen i skrobia, wszystkie utworzone przez powtarzane jednostki glukozy; Ta grupa obejmuje również chitynę, która składa się z powtarzanych jednostek N-acetylo-glukozamina, pochodna glukozy.

Następnie są inne mniej popularne w literaturze, takie jak fruktany (złożone z jednostek fruktozy), pentosany (złożone z arabinnych lub ksylozy) i pektyny (utworzone przez pochodne kwasu galakturronowego, pochodzące z kolei z galaktozy).

Może ci służyć: oddychanie aerobowe

Heteropolisacharydy lub heteroglikany

Z drugiej strony w tej grupie wszystkie te polisacharydy składające się z dwóch lub więcej różnych rodzajów cukrów są klasyfikowane, to znaczy są heteropolimerami różnych cukrów.

Najprostsze heteropoli są tworzone przez dwa odmienne odpady cukru (lub pochodne cukru), które mogą (1) być w tym samym łańcuchu liniowym lub (2), tworząc główną linię liniową, a drugie łańcuchy boczne konstytutu.

Mogą jednak być również heteropolisacharydy utworzone przez więcej niż 2 rodzaje słodkich, wysoce rozgałęzionych odpadów, czy nie.

Wiele z tych cząsteczek jest związanych z białkami lub lipidami, tworząc glikoproteiny i glukolipidy, bardzo obfite w tkankach zwierzęcych.

Bardzo powszechne przykłady heteropolisacharydów są te, które są częścią mukopolisacharydów, takich jak kwas hialuronowy, szeroko rozłożony między zwierzętami i tworzone przez reszty kwasu glukoronowego zjednoczone z odpadów z odpadów z odpadów z odpadów z odpadów z odpadów z odpadów z odpadów z odpadów z odpadów z odpadów z odpadów z odpadów N-acetylo-D-glukozamina.

Chrząstki, obecne u wszystkich zwierząt kręgowców, mają również obfite heteropolisacharydy, zwłaszcza siarczan chondroityny, który powstaje przez powtarzane jednostki kwasu glukoronowego i N-acetylo-d-galaktozamina.

Ogólny fakt na temat nomenklatury

Polisacharydy nazywane są ogólnym terminem glikanu, więc najdokładniejsze używają nomenklatury, aby przyznać nazwę, prefiks „cukru rodzicielskiego” i zakończenie „”-rok". Na przykład polisacharyd oparty na jednostkach glukozy można nazwać glukan.

Przykłady polisacharydów

W całym tekście cytowaliśmy najczęstsze przykłady, które reprezentują bez wątpienia tę dużą grupę makrocząsteczek. Następnie opracujemy trochę więcej z nich i wspomnimy o innych ważnych.

Glikogen i celuloza, dwa polisacharydy (Źródło: SunshineConnelly w IN.wikibooks/cc by (https: // creativeCommons.Org/licencje/według/2.5) Via Wikimedia Commons, zmodyfikowane przez Raquel Parada Puig)

Celuloza i chitina

Celuloza, polimer odpadów glukozowych jest, wraz z chityną, polimerem odpadów z N-acetylo-glukozamina, jedna z najliczniejszych polimerów na Ziemi.

Cząsteczka Quitina

Pierwsza to podstawowa część ściany, która obejmuje komórki roślinne, a ostatnia znajduje się na ścianie komórek grzybowych i stawonogów, na przykład.

Oba homopolisacharydy są równie ważne, nie tylko dla człowieka, ale dla wszystkich ekosystemów biosfery, ponieważ są strukturalną częścią organizmów, które są u podstawy łańcucha pokarmowego.

Może ci służyć: makroskopowe grzyby

Glikogen i skrobia

Polisacharydy, wśród ich wielu funkcji, służą jako materiał rezerwowy energii. W roślinach skrobia jest wytwarzana i glikogen występuje u zwierząt.

Oba są homopolisacharydami złożonymi z odpadów glukozowych, które są zjednoczone w różnych wiązaniach glukozydowych, przedstawiając liczne konsekwencje w dość złożonych wzorach. Za pomocą niektórych białek dwa rodzaje cząsteczek mogą tworzyć bardziej zwarte granulki.

Skrobia jest kompleksem utworzonym przez dwa różne polimery glukozy: amilosa i amylopektyna. Amyloza jest liniowym polimerem odpadów glukozowych zjednoczonych wiązaniami α (1 → 4), podczas gdy amylistna jest rozgałęzionym polimerem, który wiąże się z amylozą poprzez wiązania α (1 → 6).

Ziarna skrobi w komórce ziemniaczanej. Źródło: Ganímedes/CC BY-S (https: // CreativeCommons.Org/licencje/nabrzeże/4.0)

Z drugiej strony glikogen jest również polimerem jednostek glukozy połączonych łączami α (1 → 4) i licznymi konsekwencjami połączonymi przez łącza α (1 → 6). To przedstawia szereg konsekwencji znacznie większych niż skrobia.

Struktura glikogenu

Heparyna

Heparyna jest glukozaminoglikanem związanym z grupami siarczanowymi. Jest to heteropolisacharyd złożony z jednostek kwasu glukoronowego, z których wiele jest estryfikowanych, a przez jednostki siarczanu N-glukozamina, która ma dodatkową grupę siarczanową w węglu 6 połączonych wiązaniami α (1 → 4).

Struktura heoparyna. Źródło obrazu: Jü / CC0

Ten związek jest powszechnie stosowany jako antykoagulant, zwykle przepisywany do leczenia niestabilnych zawałów serca i ataków klatki piersiowej.

Inne polisacharydy

Rośliny wytwarzają wiele substancji bogatych w złożone heteropolisacharydy, w tym dziąsła i inne związki kleju lub emulgatora. Substancje te są wielokrotnie bogate w polimery kwasu glukoronowego i inne cukry.

Bakterie wytwarzają również heteropolisacharydy, które wiele razy uwalniają w kierunku otaczającego środowiska, więc są one znane jako egzopolisacharydy.

Wiele z tych substancji jest zatrudnionych jako środki gelinujące w przemyśle spożywczym, zwłaszcza te syntetyzowane przez bakterie chaotyczne.

Bibliografia

1. Z Vuyst, L., & Degeest, b. (1999). Heteropolisacharydy z bakterii kwasu mlekowego. FEMS Microbiology Reviews, 23 (2), 153-177.
2. Aspinall, g. ALBO. (Ed.). (2014). Polisacharydy. Academic Press.
3. Redaktorzy Encyclopaedia Britannica (2019). Britannica Encyclopaedia. Pobrano 18 kwietnia 2020 r. Z www.Britannica.com/science/polisacharyd
4. Dische, z. DO. C. H. DO. B. Siema. DO. S. (1955). Cukry w polisacharydach. W metodach analizy biochemicznej (vol. 2, pp. 313-358). Interscience New York.
5. Brown Jr, r. M. (2004). Struktura i biosynteza celulozy: co czeka na XXI wiek? Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry, 42 (3), 487-495.
6. Roach, s. J. (2002). Glikogen i jego metabolizm. Obecna medycyna molekularna, 2 (2), 101-120.Do nauki o polimerach Część A: Polimer Chemistry, 42 (3), 487-495.