Polysacharidy

Čo sú to polysacharidy?

Ten polysacharidy, Mnohokrát sa nazývajú glykány, sú to chemické zlúčeniny s vysokou molekulovou hmotnosťou tvorené viac ako 10 jednotkami jednotlivých cukrov (monosacharidy). Inými slovami, sú to monosacharidové polyméry spojené spolu prostredníctvom glykozidných väzieb.

Sú to veľmi bežné molekuly v prírode, ako sa nachádzajú u všetkých živých bytostí, kde vykonávajú rôzne funkcie, z ktorých mnohé sa stále študujú. Sa považujú za najväčší zdroj obnoviteľných prírodných zdrojov na Zemi.

Celulózová štruktúra, homopolysacharid (zdroj: http: // www.monografie.com/Jobs46/celulóza-madera/celulóza-madera2.SHTML/CC BY-SA (https: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/4.0) Via Wikimedia Commons)

Napríklad stena rastlinných buniek tvorí jeden z najhojnejších polysacharidov v biosfére: celulóza.

Táto zlúčenina, tvorená opakovanými jednotkami monosacharidu nazývaného glukóza, slúži ako jedlo pre tisíce mikroorganizmov, húb a zvierat, okrem funkcií, ktoré má pri udržiavaní štruktúry zeleniny.

Muž, s časom, sa podarilo využiť celulózu na praktické účely: na odevy používajte bavlnu, „buničinu“ stromov na hranie papiera atď.

Ďalším veľmi hojným polysacharidom, tiež vyrábanými rastlinami a veľký význam pre človeka, je škrob, pretože je jedným z hlavných zdrojov uhlíka a energie. Je v zrnách obilnín, v hľuzach atď.

Charakteristiky polysacharidov

- Sú to makromolekuly s veľmi vysokou molekulovou hmotnosťou

- Sú zložené hlavne z atómov uhlíka, vodíka a kyslíka

- Sú veľmi odlišné štrukturálne a funkčne

- Na Zemi sú prakticky všetky živé bytosti: rastliny, zvieratá, baktérie, protozoa a huby

- Niektoré polysacharidy sú vysoko rozpustné vo vode a iné, čo zvyčajne nezávisí od prítomnosti dôsledkov v jej štruktúre

- Pracujú pri skladovaní energie, v bunkovej komunikácii, pri štrukturálnej podpore buniek a tkanív atď.

- Jeho hydrolýza vo všeobecnosti vedie k uvoľneniu jednotlivého odpadu (monosacharidy)

- Nachádzajú sa ako súčasť komplexnejších makromolekulov, ako je napríklad sacharidová časť mnohých glykoproteínov, glykolipidov atď.

Štruktúra polysacharidov

Polysacharidy sú polyméry viac ako 10 odpadu cukrov alebo monosacharidov, ktoré sú spojené prostredníctvom glukozidných väzieb.

Aj keď sú mimoriadne rozmanitými molekulami (existuje nekonečná rozmanitosť možných štruktúrnych typov), najbežnejšie nájdené monosacharidy v štruktúre polysacharidu sú príbuzné a hexyické cukry, to znamená cukry 5 a 6 atómov uhlíka.

Môže vám slúžiť: vagenéza: fázy, charakteristiky zvierat a rastlín

Rôznorodosť

Rozmanitosť týchto makromolekulov spočíva v skutočnosti, že okrem rôznych cukrov, ktoré ich môžu tvoriť, môže byť každý cukor zvyšok v dvoch rôznych cyklických formách: furanózne alebo piranosa (iba tie cukry 5 a 6 atómov uhlíka).

Okrem toho môžu byť glykozidické väzby v a- alebo p-konfigurácii a akoby to nestačilo, tvorba týchto väzieb môže znamenať nahradenie jednej alebo viacerých hydroxylových skupín (-OH) v susednom zvyšku.

Môžu byť tiež tvorené cukrami s rozvetvenými reťazcami, cukrami bez jednej alebo viacerých hydroxylových skupín (-OH) a cukrami viac ako 6 atómov uhlíka, ako aj rôznymi derivátmi monosacharidov (bežné alebo nie).

Grafické znázornenie lineárneho polysacharidu a inej vetvy

Polysacharidy s lineárnymi reťazcami sa všeobecne „zabalia“ v tuhých alebo uvoľnených štruktúrach a sú nerozpustné vo vode, na rozdiel od rozvetvených polysacharidov, ktoré sú vysoko rozpustné vo vode a tvoria „pastovité“ štruktúry vo vodných roztokoch.

Klasifikácia polysacharidov

Klasifikácia polysacharidov je zvyčajne založená na ich prirodzenom výskyte, je však čoraz bežnejšie ich klasifikovať podľa ich chemickej štruktúry.

Mnoho autorov sa domnieva, že najlepší spôsob klasifikácie polysacharidov je založený na type cukrov, ktoré ich tvoria, podľa ktorých boli definované dve veľké skupiny: spôsob homopolysacharidov a hydroopolysacharidov.

Homopolysacharidy alebo homoglykány

Do tejto skupiny patria všetky polysacharidy, ktoré sú tvorené jednotkami identických cukrov alebo monosacharidov, to znamená, že sú homopolymérmi rovnakého typu cukru.

Najjednoduchšie homopolysacharidy sú tie, ktoré majú lineárnu konformáciu, v ktorej sú všetky zvyšky cukru spojené rovnakým typom chemickej väzby. Celulóza je dobrým príkladom: je to polysacharid zložený z odpadu glukózy spojeného s odkazmi p (1 → 4).

Existujú však zložitejšie homopolysacharidy a sú to tie, ktoré majú viac ako jeden typ spojenia v lineárnom reťazci a môžu dokonca predstavovať dôsledky.

Príkladmi veľmi bežných homopolysacharidov sú celulóza, glykogén a škrob, všetky tvorené opakovanými jednotkami glukózy; Táto skupina zahŕňa aj chitin, ktorý pozostáva z opakovaných jednotiek N-acetyl-glukozamín, glukózový derivát.

Potom sú v literatúre menej populárne, ako sú fruktans (zložené z fruktózových jednotiek), pentosans (zložené z arabínových alebo xylózových) a pektínov (tvorených derivátmi kyseliny galakturónovej, odvodené, odvodené, od galaktózy).

Môže vám slúžiť: aeróbne dýchanie

Heteropolysacharidy alebo heteroglykány

V rámci tejto skupiny sú na druhej strane všetky tie polysacharidy zložené z dvoch alebo viacerých druhov cukrov, to znamená, že sú heteropolymérmi rôznych cukrov.

Najjednoduchšie heteropoly sú tvorené dvoma odlišným odpadom z cukru (alebo derivátmi cukru), ktoré môžu (1) byť v rovnakom lineárnom reťazci alebo (2) jedno, ktoré tvoria hlavnú lineárnu čiaru a druhé konštituujúce bočné reťazce.

Môžu však existovať aj heteropolysacharidy tvorené viac ako 2 typmi sladkého, vysoko rozvetveného odpadu alebo nie.

Mnohé z týchto molekúl sú spojené s proteínmi alebo lipidmi, ktoré tvoria glykoproteíny a glukolipidy, veľmi hojné v živočíšnych tkanivách.

Veľmi časté príklady heteropolysacharidov sú tie, ktoré sú súčasťou mukopolysacharidov, ako je kyselina hyalurónová, široko distribuovaná medzi zvieratami a tvoria sa zvyšky kyseliny glukorónovej spojené s odpadom z odpadu z odpadu z odpadu N-acetyl-D-glukozamín.

Chrupavky, prítomné u všetkých zvierat stavovcov, majú tiež hojné heteropolysacharidy, najmä chondroitín sulfát, ktorý je tvorený opakovanými jednotkami kyseliny glukorónovej a N-acetyl-d-galaktozamín.

Všeobecný fakt o nomenklatúre

Polysacharidy sú pomenované generickým termínom glykánu, takže najpresnejšie nomenklatúry používajú na udelenie mena, predpony „rodičovského cukru“ a ukončenie „“-rok„. Napríklad polysacharid založený na glukózových jednotkách sa môže nazývať glukan.

Príklady polysacharidov

V celom texte sme uviedli najbežnejšie príklady, ktoré nepochybne predstavujú túto veľkú skupinu makromolekúl. Ďalej si vyvinie trochu viac z nich a spomenieme rovnako dôležitými dôležitými.

Glykogén a celulóza, dva polysacharidy (zdroj: sunshineconnelly na in.wikibooks/cc od (https: // creativeCommons.Org/licencie/BY/2.5) Via Wikimedia Commons, upravené Raquel Parada Puig)

Celulóza a chitina

Celulóza, polymér glukózového odpadu, je spolu s chitínom polymérom odpadu z N-acetyl-glukozamín, jeden z najhojnejších polymérov na Zemi.

Molekula Quitina

Prvým je základná časť steny, ktorá pokrýva rastlinné bunky a posledná je na stene plesňových buniek a napríklad kôrovcov artropodov exoskelet.

Oba homopolysacharidy sú rovnako dôležité nielen pre človeka, ale aj pre všetky ekosystémy biosféry, pretože sú štrukturálnou súčasťou organizmov, ktoré sú na základni potravinového reťazca.

Môže vám slúžiť: makroskopické huby

Glykogén a škrob

Polysacharidy, medzi ich viacnásobné funkcie, slúžia ako materiál na rezervu energie. V rastlinách sa vyrába škrob a u zvierat sa vyskytuje glykogén.

Obidva sú homopolysacharidy zložené z odpadu glukózy, ktoré sú spojené rôznymi glukozidnými väzbami a predstavujú početné dôsledky v pomerne zložitých vzoroch. S pomocou niektorých proteínov môžu dva typy molekúl tvoriť kompaktnejšie granule.

Škrob je komplex tvorený dvoma rôznymi polymérmi glukózy: amilosa a amylopektín. Amylóza je lineárny polymér glukózového odpadu zjednotený a (1 → 4) väzbami, zatiaľ čo amylektín je rozvetvený polymér, ktorý sa viaže na amylózu cez a väzby (1 → 6).

Škrobové zrná v zemiakovej bunke. Zdroj: Ganímedes/CC By-S (https: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/4.0)

Na druhej strane glykogén je tiež polymér glukózových jednotiek spojených s a (1 → 4) a s početnými následkami spojenými a (1 → 6) väzbami. To predstavuje množstvo dôsledkov výrazne väčších ako škrob.

Glykogén

Heparín

Heparín je glukosaminoglykán spojený so sulfátovými skupinami. Je to heteropolysacharid zložený z jednotiek kyseliny glukorónovej, z ktorých mnohé sú esterifikované a sulfátovými jednotkami N-glukozamín, ktorý má ďalšiu skupinu sulfátu v ich uhlíku 6 spojených s a (1 → 4) väzbami.

Štruktúra. Zdroj obrázka: Jü / CC0

Táto zlúčenina sa bežne používa ako antikoagulant, bežne predpisovaný na liečbu nestabilných infarktov a útokov na hrudník.

Ostatné polysacharidy

Rastliny produkujú mnoho látok bohatých na komplexné heteropolysacharidy vrátane ďasien a iných adhéznych alebo emulgátorských zlúčenín. Tieto látky sú mnohokrát bohaté na polyméry kyseliny glukorónovej a iné cukry.

Baktérie tiež produkujú heteropolysacharidy, ktoré sa mnohokrát uvoľňujú smerom k okolitému prostrediu, takže sú známe ako exopolisacharidy.

Mnohé z týchto látok sa používajú ako gélizačné činidlá v potravinárskom priemysle, najmä tie, ktoré sú syntetizované baktériami chatujúcimi kyselinami.

Odkazy

1. Z Vuyst, L., & Degeest, b. (1999). Heteropolysacharidy z baktérií kyseliny mliečnej. FEMS Microbiology Reviews, 23 (2), 153-177.
2. Aspinall, G. Ani. (Ed.). (2014). Polysacharidy. Akademická tlač.
3. Redaktori Encyclopaedia Britannica (2019). Encyclopaedia Britannica. Získané 18. apríla 2020, z www.Britannica.com/veda/polysacharid
4. Dische, z. Do. C. H. Do. B. Jo. Do. Siež. (1955). Cukry v polysacharidoch. V metódach biochemickej analýzy (zv. 2, pp. 313-358). Interscience New York.
5. Brown Jr, R. M. (2004). Štruktúra celulózy a biosyntéza: Čo je na sklade pre 21. storočie? Journal of Polymer Science Časť A: Polymer Chemistry, 42 (3), 487-495.
6. Roach, P. J. (2002). Glykogén a jeho metabolizmus. Súčasná molekulárna medicína, 2 (2), 101-120.Do polymérnej vedy Časť A: Polymer Chemistry, 42 (3), 487-495.