Oligosakkarider Kjennetegn, sammensetning, funksjoner, typer

De Oligosakkarider (Fra det greske, Oligo = lite; ugress = sukker) er molekyler sammensatt av to til ti avfall av forente monosakkarider med glykosidbindinger. Oligosakkarider kommer fra et bredt utvalg av matkilder, som melk, tomater, banan, brunt sukker, løk, bygg, soya, rug og hvitløk.

I mat- og jordbruksindustrien er det blitt lagt stor vekt på oligosakkarider for deres anvendelse som prebiotika, ikke -fordøyelig, gunstige stoffer takket være selektiv stimulering av veksten og aktiviteten til bakteriearter i tykktarmen.

Kilde: Pixabay.com

Disse prebiotika er hentet fra naturlige kilder, eller ved polysakkaridhydrolyse. Oligosakkaridene i planter er glukose oligosakkarider, galaktose oligosakkarider og sukrose oligosakkarider, sistnevnte er den mest tallrike av alle.

Oligosakkarider kan også forenes til proteiner, og danner glykoproteiner, hvis vektinnhold varierer mellom 1% og 90%. Glykoproteiner har en viktig rolle i cellegjenkjenning, lektinforening, ekstracellulær matriksdannelse, virusinfeksjoner, mottakende-sustrato-gjenkjennelse og antigene determinanter.

Glykoproteiner har en variabel sammensetning av karbohydrater, som er kjent som mikroheterogenitet. Karakteriseringen av strukturen til karbohydrater er et av målene med glycomics.

[TOC]

Kjennetegn

Oligosakkaridene, som de andre karbohydratene, består av monosakkarider som kan være ketosas (med en keto -gruppe) og aldose (med en aldehydgruppe). Begge typer sukker har mange hydroksylgrupper, det vil si at de er polyhydroksylerte stoffer, hvis alkoholgrupper kan være primære eller sekundære.

Strukturen til monosakkaridene som utgjør oligosakkaridene er syklisk, og kan være av piranosa- eller furanosa -typen. For eksempel er glukose en aldosa hvis syklisk struktur er en piranosa. Mens fruktose er en Zea hvis syklisk struktur er en furan.

Alle monosakkarider som utgjør oligosakkaridene har konfigurasjonen d for glyseraldehyden. På grunn av dette er glukose en D-glukopoparan og fruktose. Konfigurasjonen rundt anomere karbon, C1 av glukose og C2 i fruktose, bestemmer alfa- eller betakonfigurasjonen.

Den anomere gruppen av et sukker kan kondensere med en alkohol for å danne lenker α- og β-Glukosider.

Ikke -fordøyelig oligosakkarider (OND) har konfigurasjon β, som ikke kan hydrolyseres av fordøyelsesenzymer i tarmen og spytt. Imidlertid er de følsomme for hydrolyse på grunn av tykktarmbakterierzymer.

Sammensetning

De fleste oligosakkarider har mellom 3 og 10 monosakkaridrester. Et unntak er inulin, som er en ond som har mye mer enn 10 monosakkaridavfall. Ordet rester refererer til det faktum at når en glykosidbinding dannes, mellom monosakkarider, er det eliminering av et vannmolekyl.

Sammensetningen av oligosakkaridene er beskrevet senere, i seksjonen om hovedtyper av oligosakkarider.

Funksjoner

De vanligste disakkaridene som sukrose og laktose er en energikilde, i form av adenositt Trfosfat (ATP).

Det er en vedvarende økning i publiserte vitenskapelige artikler om helseegenskapene til OND som prebiotika.

Noen av OND -funksjonene som er prebiotika, skal fremme veksten av kjønnsbakterier Bifidobacteria og redusere kolesterolet. Ond fungerer som kunstige søtstoffer, har en rolle i osteoporose og i kontrollen av diabetes mellitus 2, fremmer veksten av tarmen mikroflora.

I tillegg har eiendommer blitt tilskrevet OND.

Folkens

Oligosakkaridene kan deles inn i vanlige og sjeldne oligosakkarider. Førstnevnte er disakkarider, for eksempel sukrose og laktose. Sekundene har tre eller flere rester av monosakkarider og finnes stort sett i planter.

Kan tjene deg: let nervesystem

Oligosakkaridene som finnes i naturen er forskjellige i monosakkaridene som komponerer dem.

På denne måten er det følgende oligosakkarider: Fructooligosaccharides (FOS), Galatooligosaccharides (GOS); laktulooligosakkarider avledet fra galatooligosakkarider (LDGOs); Xilooligosakkarider (XOS); Arabinooligosakkarider (AOS); Marine Algae -derivater (Admo).

Andre oligosakkarider er pektin-avledede syrer (PAOS), metalloligosakkarider (MOS), cyclodextrinas (Cd), isomalt-oligosakkarider (IMO) og oligosakkarider av morsmelk (HMO).

En annen måte å klassifisere oligosakkaridene er å skille dem inn i to grupper: 1) primære oligosakkarider, som finnes i planter, og er delt inn i to typer basert på glukose og sukrose; 2) Sekundære oligosakkarider som er dannet fra primære oligosakkarider.

Primære oligosakkarider er de som er syntetisert fra mono-u oligosacardid. Eksempel, sukrose.

Sekundære oligosakkarider er de som er dannet In vivo enten In vitro Gjennom store oligosakkarider hydrolyse, polysakkarider, glykoproteiner og glykolipider.

Disakkarider

Det mest utbredte disakkaridet i planter er sukrose, dannet av glukose og fruktose. Det systematiske navnet ditt er ENTEN-α-D-glukopiranosil- (1-2)-β-D-fruktofuranosido. Fordi C1 i glukose og C2 i fruktose deltar i glykosidbindingen, er sukrose ikke et reduserende sukker.

Laktose består av galaktose og glukose, og er bare i melk. Konsentrasjonen varierer fra 0 til 7% avhengig av pattedyrarten. Det systematiske navnet på laktose ENTEN-β-D-galatopiranoil- (1-4) -D-glukopiranosa.

Hoved oligosakkarider

Fructouligosaccharides (FOS)

Begrepet fruktoligosakkarid brukes ofte for 1^F(1-ß-dfructofuranosil)_n-Sukrose, hvor n Det er 2 til 10 enheter av fruktose. For eksempel danner to fruktoseenheter 1-destosa; Tre enheter danner 1-nistosa; og fire enheter danner 1-fruktofuranosyl-nistosa.

Fos er oppløselige og litt søte fibre, de danner geler, viser motstand mot enzymer involvert i fordøyelsen som alfa-amylase, sacaase og maltase. De er til stede i korn, frukt og grønnsaker. De kan også trekkes ut fra forskjellige kilder gjennom enzymatiske reaksjoner.

Blant helsemessige fordeler er forebygging av tarminfeksjoner og luftveiene, øker responsen fra immunforsvaret, stimulerer veksten av arter av arter Lactobacilli og Bifidobacteria, og øke absorpsjonen av mineraler.

Galatooligosaccharides (GOS)

Galctooligosaccharides kalles også transhalactools. Generelt kan GOS -molekyler bli representert som: Gal ^X(Gal)_n ^OG GLC.

Hvor gal er galaktose og n er lenken β-1.4 som blir med i galaktoseavfall. Formelen indikerer også det β-Galactosidasas syntetiserer også andre lenker: β-(1-3) og β-(1-6).

Goss produseres fra laktose gjennom en transgatorctosilasjon katalysert av β-galaktosidaser. Pattedyrmelk er en naturlig kilde til GOS. GOs fremmer veksten av bifidobakterier.

Goss er kommersielt produsert med navnet Oligomate 55, som er utarbeidet basert på β-Galactosidasas de Aspergillus oryzae og Streptoccoccus Themophilus. Den inneholder 36% av tri, tetra-, penta- og heksa-galakto-oligosakkarider, 16% av galaktosyl-glukose og galaktosyl-galaktosisakarider, 38% monosakkarider og 10% laktose.

Selv om sammensetningen av Goss, kommersielt produsert, kan variere i henhold til opprinnelsen til β-Galaktosidase de bruker. Frieslandcampina og Nissin sukkerbedrifter bruker enzymer fra Bacillus sirkulasjoner og Cryptococcus laurentii, henholdsvis

Blant fordelene med forbruk av GOS er omorganiseringen av tarmfloraen, reguleringen av tarmimmunsystemet og forsterkningen av tarmsperren.

Lactulous, Tagatous og Acidolactobionic Oligosaccharides kan også fås fra laktose ved å bruke oksyduktaser.

Xilooligosaccharides (XOS)

XO -ene er sammensatt av enheter av Xilosa United med lenker β-(1-4). Polymeriza mellom to og ti monosakkarider. Noen XO -er kan ha arabinyl-, acetyl- eller glukoronilgrunner.

Kan tjene deg: Peptidoglycan: Syntese, struktur, funksjoner

Xoss produseres enzymatisk ved xylano -hydrolyse fra bjørkebark, havre, hjerte eller ikke -spiselig del av mais. Xoss brukes hovedsakelig i Japan, under godkjenning av Foshu (mat til spesifikk helsebruk).

Feruloils xylogosakkarider eller oligosakkarider er til stede i hvetebrød, byggskall, mandelskjell, bambus og hjerte, en ikke -spennende del av mais. XOs kan trekkes ut ved enzymatisk Xilanos -nedbrytning.

Disse oligosakkaridene har egenskap til å redusere total kolesterol hos pasienter med type 2 diabetes mellitus, tykktarmskreft. De er bifidogene.

Arabinooligosaccharides (AOS)

År oppnås gjennom hydrolyse av arabinanske polysakkarid som har koblinger α-(1-3) og α- (1-5) av L-arabinofuranosa. Den arabinøse er til stede i Arabinan, Arabinagalactanos eller Arabino Xilanos, som er komponenter i plantenes cellevegg. Den type år lenke avhenger av kilden.

År reduserer betennelsen til pasienter med ulcerøs kolitt, stimulerer også veksten av Bifidobacterium og Lactobacillus.

Isomalt-oligosakkarider (IMO)

IMO -strukturen består av glykosilavfall forent til maltose eller isomalt α-(1-6), å være den mest rikholdige raffinus og stillestående.

IMO er produsert i bransjen under navnet Isomalto-900, som består av inkubering α-amylase, pulrulanas og α-Glukosidase med maisstivelse. De viktigste oligosakkaridene i den resulterende blandingen er isomaltose (Glu α-1-6 Glu), Isomaltriosa (Glu α-1-6 Glu α-1-6 glu) og panosa (glu α-1-6 Glu α-1-4 glu).

Blant helsemessige fordeler er reduksjon av nitrogenprodukter. De har en antidiabetisk effekt. Lipidmetabolisme forbedres.

Prebiotiske anvendelser i tykktarmskreft

Det anslås at 15% av faktorene som påvirker utseendet til denne sykdommen har å gjøre med livsstil. En av disse faktorene er kosthold, det er kjent at kjøtt og alkohol øker risikoen for utseendet til denne sykdommen, mens en diett rik på fiber og melk reduserer den.

Det er vist at det er en nær sammenheng mellom metabolske aktiviteter av tarmbakterier og tumordannelse. Den rasjonelle bruken av prebiotika er basert på observasjonen at bifidobakterier og laktobacilus ikke produserer kreftfremkallende forbindelser.

Mange studier har blitt utført i dyremodeller og veldig få hos mennesker. Hos mennesker, i likhet med dyremodeller, ble det vist at prebiotisk forbruk gir den signifikante reduksjonen av tykktarmsceller og genotoksisitet, og øker tarmsperrenes funksjon.

Prebiotiske anvendelser ved inflammatorisk sykdom i tarmen

Inflammatorisk tarmsykdom er preget av ukontrollert betennelse i mage -tarmkanalen. Det er to relaterte forhold, nemlig: Crohns sykdom og ulcerøs kolitt.

Ved bruk av dyremodeller for ulcerøs kolititt ble det vist at bruk av bredt spektrum antibiotika forhindrer utvikling av sykdommen. Det er viktig å fremheve at mikrobiotaen til friske individer er forskjellig fra individene som lider av den inflammatoriske sykdommen i tarmen.

På grunn av dette er det en spesiell interesse å bruke prebiotika for å redusere den inflammatoriske tilstanden. Studier utført i dyremodeller viste at forbruket av FOS og inulin reduserer de proinflammatoriske immunmarkørene for dyr betydelig.

Oligosakkarider i glykoproteiner

Blodplasmaproteiner, mange melke- og eggproteiner, mucinas, bindevevskomponenter, noen hormoner, omfattende plasmamembranproteiner og mange enzymer er glykoproteiner (GP). Generelt har oligosakkarid i fastlege i gjennomsnitt 15 enheter monosakkarider.

Kan tjene deg: cytogenetikk: historie, hvilke studier, teknikker, applikasjoner

Oligosakkarider er koblet til proteiner etter lenker N-glukosidicos u ENTEN-glykosid. Unionen N-Glukosidisk, består av dannelsen av en kovalent binding mellom n-acetyl-glukosamin (GLCNAc) og nitrogenet til en AMIDA-gruppe av aminosyren asparagin (ASN) rest, som ofte er funnet som ASN-x-serie eller as- X-thr.

Proteinglykosylering, protein oligosakkarider forening, proteinbiosyntese forekommer samtidig. De nøyaktige trinnene i denne prosessen varierer med identiteten til glykoproteiner, men alle N-United Oligosaccharides har et pentapéptid med strukturen: GLCNACβ (1-4) GLCNACβ (1-4) Man [Manα (1-6)]₂.

Unionen ENTEN-Glykosidisk, består av foreningen av disakkarid β-galaktosyl- (1-3)-α-N-Acetylgalactosamin til OH -gruppen til en serin (vesen) eller en treonin (THR). Oligosakkaridene ENTEN-United varierte i størrelse, for eksempel kan nå opptil 1000 enheter disakkarider i proteoglykaner.

Funksjon av oligosakkarider i glykoproteiner

Karbohydratkomponenten i GPS regulerer mange prosesser. For eksempel i samspillet mellom sæd og eggløsning under befruktning. Den modne eggløsningen er omgitt av et ekstracellulært lag, kalt et Pelukid -område (ZP). Mottakeren på overflaten av sædcellene gjenkjenner oligosakkaridene festet til ZP, som er en fastlege.

Interaksjonen mellom sædreseptoren med ZP -oligosakkarider resulterer i frigjøring av proteaser og hyaluronidaser. Disse enzymene løser opp ZP. På denne måten kan sædcelleren trenge gjennom eggløsningen.

Et annet eksempel er oligosakkarider som antigene determinanter. Antigenene i ABO -blodgruppene er oligosakkarider av glykoproteiner og glykolipider på overflaten av individets celler. Personer med type A-celler har antigener på celleoverflaten, og transporterer anti-B-antistoffer i blodet.

Personer med B-celler har antigener B, og transport anti-A-antistoffer. Personer med AB-type celler har antigener A og B, og har ikke anti-A eller anti-B-antistoffer.

Type O individer har celler som ikke har noe antigen, og har anti-A- og ANT-antistoffer. Denne informasjonen er nøkkelen til realisering av blodoverføringer.

Referanser

1. Belorkar, s. TIL., Gupta, a. K. 2016. Oligosakkarider: velsignelse fra naturens skrivebord. Amb Express, 6, 82, doi 10.1186/S13568-016-0253-5.
2. Eggleston, g., Côté, g. L. 2003. Oligosakkarider i mat og landbruk. American Chemical Society, Washington.
3. Gänzle, m.G., Foller, r. 2012. Metabolisme av oligosakkarider og stivelse i laktobaciller: en gjennomgang. Frontiers in Microbiology, DOI: 10.3389/FMICB.2012.00340.
4. Kim, s.K. 2011. Chitin, Chitosan, Oligosaccharidides og deres derivater Biologiske aktiviteter og applikasjoner. CRC Press, Boca Raton.
5. Liptak, a., Szurmai, Z., Fügedi, p., Harangi, J. 1991. CRC -håndbok for oligosakkarider: Volum III: Høyere oligosakkarider. CRC Press, Boca Raton.
6. Moreno, f. J., Sanz, m. L. Mat oligosakkarider: Produksjon, analyse og bioaktivitet. Wiley, Chichester.
7. Mussatto, s. Yo., Mancilha, i. M. 2007. Ikke-fordøyelige oligosakkarider: en anmeldelse. Karbohydratpolymerer, 68, 587-597.
8. Nelson, d. L., Cox, m. M. 2017. Lehninger prinsipper for biokjemi. W. H. Freeman, New York.
9. Oliveira, d. L., Wilbey, a., Grandison. TIL. S., Roseiro, l. B. Melk oligosakkarider: en anmeldelse. International Journal of Dairy Technology, 68, 305-321.
10. Rastall, R. TIL. 2010. Funksjonelle oligosakkarider: Bruksområde og produksjon. Årlig gjennomgang av matvitenskap og teknologi, 1, 305-339.
11. Sinnott, m. L. 2007. Karbohydratkjemi og biokjemi -struktur og mekanisme. Royal Society of Chemistry, Cambridge.
12. Stick, r. V., Williams, s. J. 2009. Karbohydrater: De essensielle molekylene i livet. Elsevier, Amsterdam.
13. Tomasik, s. 2004. Kjemiske og funksjonelle egenskaper ved matsakkarid. CRC Press, Boca Raton.
14. Voet, d., Voet, J. G., Pratt, c. W. 2008. Grunnleggende om biokjemi - Liv på molekylært nivå. Wiley, Hoboken.