Poliszacharidok - biológia
Milyen meleg túl meleg az élethez az óceán feneke mélyén?
Antibiotikumok baktériumoktól
Sejtvándorlás: egy ismert fehérje újonnan felfedezett funkciója
Molekuláris iránytű a sejtek igazításához
Mi teszi a levelek öregedését ősszel
A keselyű gyöngytyúk demokráciája
Ekembo környezete: Az emberek nyílt tájakon is éltek
| Genetika | Mezőgazdaság, erdészet és állattenyésztés
A búzafajtát vad füvek keresztezésével hozták létre
Milyen meleg túl meleg az élethez az óceán feneke mélyén?
Poliszacharidok
Poliszacharidok (szintén Poliszacharidok, Poliszacharidok, Glikánok/Glikánok [1] vagy Polyózisok [2]) olyan szénhidrátok, amelyek nagyszámú (legalább 10) monoszacharidból (egyszerű cukrok) állnak, amelyeket glikozidos kötés köt össze. [3] Ezek olyan biopolimerek, amelyek ismeretlen számú monoszacharid egységgel vagy statisztikai molekulatömeg-eloszlással rendelkeznek. Poliszacharidok például a glikogén, keményítő (amilóz és amilopektin), pektinek, kitin, kallóz és cellulóz. A poliszacharidok nyálka, tartalékanyagok és tápanyagok formájában fontos szerepet játszanak a növényekben, állatokban és természetesen az emberekben. Megtalálhatók például a szemekben és a burgonyában. A növényi sejtfalak több mint 50% cellulózból és hemicellulózból állnak, utóbbi poliszacharidok keveréke, amely a sejtfalban támogató funkcióval rendelkezik.
Néhány poliszacharid általános képlettel rendelkezik:
$ \ mathrm $, általában x értéke 5 vagy 6, y = x - 1
A poliszacharidok felosztása
A poliszacharidok az egyes építőelemekből állnak (Monomerek) molekula homoglikánokra (csak az egyszerű cukor egyik típusáról) és heteroglikánokra (két vagy több különböző láncösszetevőből) oszlik. Minden monomer komponens egy vagy több Glikozid kötés (ek) csatlakozik a szomszédos monomer egységhez vagy egységekhez. A lánc végén lévő monomernek legalább egy szomszédja van, míg a lánc középső darabjainak két szomszédja van, és elágazó vagy később térhálós láncok esetén három vagy több szomszédos monomer is lehet.
Homoglikánok
A különböző összekapcsolási lehetőségek miatt a polimer ismétlődő egysége, amely szögletes zárójelbe van zárva a grafikus ábrázolásban, szintén több azonos monoszacharidból állhat. Az ugyanazon monoszacharidból származó ilyen ismétlődő egységeket két szacharid esetében homodiszacharidoknak, három azonos esetében pedig homotriszacharidoknak nevezzük. Két azonos, de másképp kapcsolt monoszacharid különböző ismétlődő egységeinek felépítése azonos a különböző kapcsolatok miatt, ha csak α vagy β kapcsolattal különböznek egymástól, de eltérő konfigurációk jellemzik őket.
Ebbe a kategóriába tartozik például a két poliszacharid, amelyek a biomassza legnagyobb arányát alkotják: a keményítő és a cellulóz. Mindkettő csak egy típusú monoszacharidból áll. A keményítő a metabolikusan aktív glükóz fő tárolási formája, és két amilózból és amilopektinből áll, amelyek viszont teljes egészében α-D-glükóz egységekből állnak. A cellulóz viszont végig azonos szerkezetű, de csak egy monomerje van: a β-D-glükóz. További példák a kitin, az ízeltlábúak exoskeletonjainak fő alkotóeleme, és a sinistrin, egy másik növényi alapú energiatároló, mindkettő megfelel a homoglikánok követelményeinek.
A dextránokat antikoagulánsként használják az orvostudományban. Térhálósított formában a biokémiában dextránokat használnak hordozóanyagként az affinitáskromatográfiában, a lehúzható vizsgálatokban és a méretkizárásos kromatográfiában.
A gyakran előforduló monomerekből álló homoglikánok általában alkategóriákra vannak felosztva, amelyeket a megfelelő monomerekről neveznek el. Építőkövei miatt a fent említett két poliszacharid, cellulóz és keményítő a glükánok csoportjába tartozik. Ezzel szemben a Sinistrin, amely teljes egészében D-fruktóz egységekből áll, fruktán.
Heteroglikánok
Ahogy a neve is sugallja (lat. hetero, „Különböző”, „különböző”), ebben a kategóriában a poliszacharidok több különböző monomerből állnak, ami szintén csaknem végtelen számú lehetséges heteroglikánt eredményez, amelyek azonban nem mind fordulnak elő a természetben.
A heparin és a fondaparinux egyaránt antikoaguláns és a heteroglikánok képviselője. A biokémiában egy másik elterjedt heteroglikán az agarózok, amelyeket többek között laboratóriumokban használnak gélként elektroforézishez. Erre a célra a poliszacharid 1% -os vizes oldatát állítjuk elő - amely 2 monomerből áll.
A heteroglikánok szintén alkategóriákra vannak felosztva. Biológiailag a legfontosabbak a glikozaminoglikánok csoportjába tartoznak, amelyek képviselői mind ismétlődő diszacharid egységekből állnak, amelyek viszont két különböző monoszacharid egységből állnak. Egyes proteoglikánok glikozaminoglikánokból épülnek fel, ez a fő céljuk az organizmusokban. Ezek azonban kötetlen formában is előfordulnak, amelyet például az orvostudományban alkalmaznak. A hialuronsav a fent említett heparin mellett, amely ebbe az alkategóriába tartozik, glikozaminoglikán, amelyet kozmetikai sebészetben és ortopédiában alkalmaznak.
A poliszacharidok biológiai funkciói
anyagcsere
Az anyagcsere szempontjából a poliszacharidok nélkülözhetetlen energiahordozót jelentenek, amelynek során az anyagok ezen csoportjának képviselői a legtöbb esetben energiaraktárként szolgálnak, és így az anabolizmus termékei. Az állatok és az emberek anyagcseréjében a glikogén - az amilopektin analógja - vállalja ezt a feladatot. Ha egy szervezetnek energiára van szüksége, ezt az energiatárolót a glükagon szabadítja fel, amely katabolikusan aktív D-glükóz egységeket hoz létre. A növényekben a homoglikán keményítő vállalja ezt a feladatot.
Glycocalyx
Minden sejt - eukarióta és prokarióta egyaránt - egy szénhidrát héjba van foglalva, az úgynevezett glycocalyx. Ez legfeljebb 140 nm vastag réteget képvisel, amely poli- és oligoszacharidokból áll. Ezek a szacharidláncok azonban nem elágazók, hanem a glikoproteinek és a glikolipidek alkotóelemei, amelyek egy része a sejtmembránt képezi. A glycocalyx fő feladata - a sejtek kiszáradás elleni védelme mellett - a sejt-sejt kommunikáció, amely különösen fontos egy szervezet immunrendszere szempontjából.
A poliszacharidok gyakran részt vesznek bizonyos mikroorganizmusok külső héjának szerkezetében (példa: Streptococcus pneumoniae). Összetételük, amely egy organizmuscsoporton belül eltérő lehet, meghatározza a felszín szerkezetét és így a megfelelő szerotípust, amikor különböző szérumokkal jellemezzük.
Proteoglikánok
A legtöbb glikozaminoglikán részt vesz a proteoglikánok felépítésében. A hialuronsav - egy heteroglikán - képezi a proteoglikánok gerincét, és legfeljebb 4 µm hosszú lehet. Ráadásul ez a hialuronsav lánc nem köt kovalensen a fehérjéket, amelyek viszont kovalensen társítanak nagyszámú glikozaminoglikánt - például heparán kondroitint és keratán-szulfátot. Kollagénnel és vízzel együtt a proteoglikánok felépítik a porcszövetet.
szintézis
A poliszacharidok mesterségesen tartalmazhatnak Koenigs-Knorr módszerrel előállítható.