Polysakkarider

Hva er polysakkarider?

De Polysakkarider, Mange ganger kalt glykaner er de kjemiske forbindelser med høy molekylvekt dannet av mer enn 10 enheter individuelt sukker (monosakkarider). Med andre ord, de er monosakkaridpolymerer forenet sammen gjennom glykosidiske koblinger.

Dette er veldig vanlige molekyler i naturen, som de finnes i alle levende vesener, der de utøver en rekke funksjoner, hvorav mange fremdeles studeres. De regnes som den største kilden til fornybare naturressurser på jorden.

Celulosestruktur, et homopolysakkarid (kilde: http: // www.monografier.com/jobber46/cellulose-madera/cellulose-madera2.SHTML/CC BY-SA (https: // CreativeCommons.Org/lisenser/by-SA/4.0) via Wikimedia Commons)

Veggen til planteceller er for eksempel dannet av en av de mest tallrike polysakkaridene i biosfæren: cellulose.

Denne forbindelsen, dannet av gjentatte enheter av et monosakkarid kalt glukose, fungerer som mat for tusenvis av mikroorganismer, sopp og dyr, i tillegg til funksjonene den har i opprettholdelsen av strukturen til grønnsaker.

Mannen har med tidenes gang klart å dra nytte av cellulosen til praktiske formål: bruk bomull til å lage plagg, "masse" av trærne til å spille papir, etc.

En annen veldig rik polysakkarid, også produsert av planter og av stor betydning for mennesket er stivelse, siden det er en av hovedkildene til karbon og energi. Det er i korn av korn, i knollene osv.

Kjennetegn på polysakkarider

- De er veldig høye molekylvektmakromolekyler

- De er hovedsakelig sammensatt av karbon-, hydrogen- og oksygenatomer

- De er veldig forskjellige strukturelt og funksjonelt sett

- Det er praktisk talt alle levende vesener på jorden: planter, dyr, bakterier, protozoer og sopp

- Noen polysakkarider er svært oppløselige i vann og andre, som vanligvis ikke er avhengig av tilstedeværelsen av forgreninger i dens struktur

- De jobber innen energilagring, i cellulær kommunikasjon, i strukturell støtte av celler og vev, etc.

- Hydrolysen resulterer generelt i frigjøring av individuelt avfall (monosakkarider)

- De kan bli funnet som en del av mer komplekse makromolekyler, for eksempel karbohydratdel av mange glykoproteiner, glykolipider, etc.

Struktur av polysakkarider

Polysakkarider er polymerer med mer enn 10 sløser med sukker eller monosakkarider, som er samlet gjennom glukosidiske koblinger.

Selv om de er ekstremt forskjellige molekyler (det er et uendelig utvalg av mulige strukturelle typer), er de mest funnet monosakkarider i strukturen til et polysakkarid pentous og heksyisk sukker, det vil si sukker av 5 og 6 karbonatomer, henholdsvis.

Kan tjene deg: Ovogenese: Faser, egenskaper hos dyr og planter

Mangfold

Mangfoldet av disse makromolekylene ligger i det faktum at i tillegg til de forskjellige sukkerene som kan danne dem, kan hver sukkerrest være i to forskjellige sykliske former: furanous eller piranosa (bare sukkerene til 5 og 6 karbonatomer).

I tillegg kan glykosidbindinger være i α- eller ß-konfigurasjonen, og som om det ikke var nok, kan dannelsen av disse bindingene innebære erstatning av en eller flere hydroksylgrupper (-OH) i den tilstøtende rest.

De kan også dannes av sukker med forgrenede kjeder, av sukker uten en eller flere hydroksylgrupper (-OH) og av sukker av mer enn 6 karbonatomer, så vel som av forskjellige monosakkaridderivater (vanlig eller ikke).

Grafisk representasjon av et lineært polysakkarid og en annen gren

Polysakkarider med lineære kjeder er generelt "pakket" i stive eller løsne strukturer og er uoppløselige i vann, i strid med forgrenede polysakkarider, som er svært oppløselige i vann og danner "pasta" strukturer i vandige oppløsninger.

Klassifisering av polysakkarider

Klassifiseringen av polysakkarider er vanligvis basert på deres naturlige forekomst, men det er stadig mer vanlig å klassifisere dem i henhold til deres kjemiske struktur.

Mange forfattere vurderer at den beste måten å klassifisere polysakkarider er basert på typen sukker som komponerer dem, i henhold til hvilke to store grupper er blitt definert: den av homopolysakkarider og heteropolysakkarider.

Homopolysakkarider eller homoglykaner

Til denne gruppen tilhører alle polysakkarider som er dannet av enheter av identiske sukkerarter eller monosakkarider, det vil si at de er homopolymerer av samme type sukker.

De enkleste homopolysakkaridene er de som har en lineær konformasjon, der alle sukkerrester er forent gjennom samme type kjemisk binding. Cellulose er et godt eksempel: det er et polysakkarid sammensatt av glukoseavfall forent av β -koblinger (1 → 4).

Imidlertid er det mer komplekse homopolysakkarider og er de som har mer enn en type kobling i en lineær kjede og til og med kan presentere konsekvenser.

Eksempler på veldig vanlige homopolysakkarider er cellulose, glykogen og stivelse, alle dannet av gjentatte enheter av glukose; Denne gruppen inkluderer også kitin, som består av gjentatte enheter av N-Acetyl-glukosamin, et glukosderivat.

Så er det andre mindre populære i litteratur som fruktaner (sammensatt av fruktoseenheter), pentosanere (sammensatt av arabinøs eller xylose) og pektiner (dannet av derivater av galakturonsyre, avledet, igjen, fra galaktose).

Kan tjene deg: aerob pust

Heteropolysakkarider eller heteroglykaner

Innenfor denne gruppen er derimot alle de polysakkaridene som er sammensatt av to eller flere forskjellige typer sukker, det vil si at de er heteropolymerer av forskjellige sukkerarter.

De enkleste heteropolene er dannet av to forskjellige sukkeravfall (eller sukkerderivater), som kan (1) være i samme lineære kjede eller (2) være den ene som danner en hovedlinær linje og den andre som utgjør sidekjeder.

Imidlertid kan det også være heteropolysakkarider dannet av mer enn 2 typer sukkerholdige, svært forgrenede avfall, eller ikke.

Mange av disse molekylene er assosiert med proteiner eller lipider, og danner glykoproteiner og glukolipider, veldig rikelig i dyrevev.

Very common examples of heteropolysaccharides are those that are part of the mucopolysaccharides such as hyaluronic acid, widely distributed among animals and that is formed by glucoronic acid residues united to waste from waste from waste from waste from N-Acetyl-D-glukosamin.

Brusk, til stede i alle virveldyr, har også rikelig heteropolysakkarider, spesielt kondroitinsulfat, som dannes av gjentatte enheter av glukoronsyre og N-Acetyl-D-galaktosamin.

Et generelt faktum om nomenklaturen

Polysakkaridene er navngitt med den generiske glykanterminen, så de mest presise nomenklaturene bruker, for å gi et navn, prefikset til "foreldresukkeret" og avslutningen ""-år"". For eksempel kan et polysakkarid basert på glukoseenheter kalles glukan.

Eksempler på polysakkarider

Gjennom teksten har vi sitert de vanligste eksemplene som uten tvil representerer denne store gruppen av makromolekyler. Deretter vil vi utvikle litt mer noen av dem og nevne andre like viktige.

Glykogen og cellulose, to polysakkarider (kilde: sunshineconnelly at i.wikibooks/cc av (https: // creativecommons.Org/lisenser/av/2.5) via Wikimedia Commons, modifisert av Raquel Parada Puig)

Cellulose og Chitina

Cellulosen, en polymer av glukoseavfall er sammen med kitinet en polymer av avfall fra N-Acetyl-glukosamin, en av de mest tallrike polymerene på jorden.

Quitina -molekyl

Den første er en grunnleggende del av veggen som dekker planteceller, og den siste er på veggen i soppcellene og leddyrene eksoskelet krepsdyr, for eksempel.

Begge homopolysakkarider er like viktige, ikke bare for mennesket, men for alle økosystemene i biosfæren, siden de er en strukturell del av organismer som er i bunnen av næringskjeden.

Kan tjene deg: makroskopisk sopp

Glykogen og stivelse

Polysakkarider, blant deres flere funksjoner, fungerer som energireservemateriale. I planter produseres stivelse og glykogen forekommer hos dyr.

Begge er homopolysakkarider sammensatt av glukoseavfall, som er forent gjennom forskjellige glukosidbindinger, og presenterer mange konsekvenser i ganske komplekse mønstre. Ved hjelp av noen proteiner kan de to typene molekyler danne mer kompakte granuler.

Stivelse er et kompleks dannet av to forskjellige glukosepolymerer: ammilosa og amylopectin. Amylose er en lineær polymer av glukoseavfall forenet av α (1 → 4) bindinger, mens amylpectin er en forgrenet polymer som binder seg til amylose gjennom α -bindinger (1 → 6).

Stivelseskorn i en potetcelle. Kilde: Ganímedes/CC BY-S (https: // CreativeCommons.Org/lisenser/by-SA/4.0)

Glykogen er derimot også en polymer av glukoseenheter koblet med α (1 → 4) koblinger og med mange konsekvenser koblet med α (1 → 6) koblinger. Dette presenterer en rekke konsekvenser som er betydelig større enn stivelse.

Glykogenstruktur

Heparin

Heparin er en glukosaminoglykan assosiert med sulfatgrupper. Det er et heteropolysakkarid sammensatt av enheter av glukoronsyre, hvorav mange er forestet og ved sulfatenheter av N-Glukosamin som har en ekstra sulfatgruppe i karbon 6 koblet med α (1 → 4) bindinger.

Heoparine struktur. Bildekilde: Jü / CC0

Denne forbindelsen brukes ofte som antikoagulant, normalt foreskrevet for behandling av ustabile hjerteinfarkt og brystangrep.

Andre polysakkarider

Planter produserer mange stoffer rike på komplekse heteropolysakkarider, inkludert tannkjøtt og andre lim eller emulgatorforbindelser. Disse stoffene er mange ganger rike på glukoronsyrepolymerer og andre sukkerarter.

Bakterier produserer også heteropolysakkarider som mange ganger frigjør mot omgivelsene, så de er kjent som eksopolisakkarider.

Mange av disse stoffene brukes som gelifiserende midler i matindustrien, spesielt de som er syntetisert ved syre-chatting-bakterier.

Referanser

1. Fra Vuyst, l., & Degeest, B. (1999). Heteropolysakkarider fra melkesyrebakterier. FEMS Microbiology Reviews, 23 (2), 153-177.
2. Aspinall, g. ENTEN. (Red.). (2014). Polysakkaridene. Akademisk presse.
3. Redaktørene av Encyclopaedia Britannica (2019). Britannica Encyclopaedia. Hentet 18. april 2020 fra www.Britannica.com/science/polysaccharide
4. Dische, Z. TIL. C. H. TIL. B. Yo. TIL. S. (1955). Sukker i polysakkarider. I metoder for biokjemisk analyse (Vol. 2, s. 313-358). Interscience New York.
5. Brun jr, r. M. (2004). Cellulosestruktur og biosyntese: Hva er i vente for det 21. århundre? Journal of Polymer Science Del A: Polymer Chemistry, 42 (3), 487-495.
6. Roach, s. J. (2002). Glykogen og metabolismen. Nåværende molekylær medisin, 2 (2), 101-120.Til of Polymer Science Del A: Polymer Chemistry, 42 (3), 487-495.