Glucans structuur, kenmerken en functies

De Glucanen Ze zijn misschien wel de meest voorkomende koolhydraten in de biosfeer. De meeste vormen de celwand van bacteriën, planten, gisten en andere levende organismen. Sommigen vormen de gereserveerde reserve -stoffen van de gewervelde dieren.

Alle glucanen zijn samengesteld uit een soort monosacharide dat wordt herhaald: glucose. Deze zijn echter te vinden in een grote diversiteit aan vormen en met een breed scala aan functies.

Een voorbeeld van gemeenschappelijke links in B-Glucanos (Bron: Jatlas2 / Public Domain via Wikimedia Commons)

De Glucan -naam heeft zijn belangrijkste oorsprong van het Griekse woord "Glykys", Dat betekent" lief ". Sommige schoolboeken verwijzen naar glucanen als niet-cellulosische polymeren gevormd door glucosemoleculen gekoppeld door β 1-3 bindingen (zeggende "niet-cellulose" zijn uitgesloten van deze groep aan degenen die deel uitmaken van de celwand van de planten).

Alle polysachariden bestaande uit glucose, inclusief degenen die de celwand van planten vormen, kunnen echter worden geclassificeerd als glucans.

Veel glucanen maakten deel uit van de eerste verbindingen die waren geïsoleerd uit verschillende manieren van leven om de fysiologische effecten te bestuderen die ze hadden op gewervelde dieren, vooral op het immuunsysteem van zoogdieren.

[TOC]

Structuur

Glucans hebben een relatief eenvoudige samenstelling, ondanks de grote diversiteit en complexiteit van structuren die in de natuur te vinden zijn. Allen zijn grote glucosepolymeren verenigd door glucosidische links, de meest voorkomende vakbonden zijn α (1-3), β (1-3) en β (1-6).

Deze suikers zijn, net als alle saccharriden die glucosebasis hebben, fundamenteel samengesteld uit drie soorten atomen: koolstof (C), waterstof (H) en zuurstof (O), die cyclische structuren vormen die kunnen worden verbonden tussen ja die een ketting vormen.

De meeste glucanen bestaan ​​uit lineaire ketens, maar die die vertakkingen presenteren, binden zich hieraan door glucosidische links α (1-4) of α (1-4) in combinatie met α (1-6) links (1-6).

Kan u dienen: Flora en Fauna van Tabasco: meer representatieve soorten

Het is belangrijk om te vermelden dat de meeste glucanen met "α" links worden gebruikt door levende wezens als energievoorziening, metabolisch gezien.

Glucans die een groter deel van de "β" -verbindingen hebben, zijn nogal structurele koolhydraten. Deze hebben een meer rigide structuur en zijn moeilijker te breken door mechanische of enzymatische werking, zodat ze niet altijd dienen als een bron van energie en koolstof.

Soorten glucanen

Deze macromoleculen variëren afhankelijk van de anomerische configuratie van de glucose -eenheden die ze samenstellen; de positie, het type en het aantal gevolgen. Alle varianten zijn ingedeeld in drie soorten glucanen:

- De β-glucanen (cellulose, liqeenine, cymosan of zimosano, enz.))

Chemische structuur van de Zimano

- De α, β-glucanen

- De a-glucanen (glycogeen, zetmeel, dextran, enz.))

Chemische structuur van dextran

Α, β-glucanen zijn ook bekend als "gemengde glucans", omdat ze verschillende soorten glucosidekoppeling combineren. Ze hebben de meest complexe structuren binnen koolhydraten en hebben meestal moeilijke structuren om te scheiden in kleinere koolhydraatketens.

Over het algemeen zijn glucanen bezitten verbindingen van een hoog molecuulgewicht, met waarden die variëren tussen duizenden en miljoenen Daltons.

Glucan -kenmerken

Alle glucanen hebben meer dan 10 glucosemoleculen die aan elkaar zijn gekoppeld en de meest voorkomende is om deze verbindingen te vinden die zijn gevormd door honderden of duizenden glucoseafval die een enkele ketting vormen.

Elke glucan heeft speciale fysische en chemische kenmerken, die variëren afhankelijk van hun samenstelling en de omgeving waar ze worden gevonden.

Wanneer de glucans worden gezuiverd, hebben ze geen kleur, aroma of smaak, hoewel de zuivering nooit zo nauwkeurig is dat een enkel geïsoleerd uniek molecuul wordt verkregen en altijd "ongeveer" worden bestudeerd, omdat de geïsoleerde verschillende moleculen bevat.

Kan u van dienst zijn: Selectie van stabilisatoren: wat is en voorbeelden

Glucans zijn te vinden als homoglucanen of heteroglucanos.

- Homoglucanen zijn samengesteld uit een enkel type glucoseanomeer

- Heteroglucanos worden gevormd door verschillende glucoseanomeren.

Het is gebruikelijk voor heteroglucanos, wanneer opgelost in water, colloïdale suspensies vormen (ze worden gemakkelijker opgelost als ze worden onderworpen aan warmte). In sommige gevallen worden geproduceerde ordelijke en/of gelstructuren geproduceerd.

De unie tussen het afval dat de hoofdstructuur vormt van glucans (het polymeer) treedt op dankzij glucosidische links. De structuur wordt echter gestabiliseerd door "hydrostatische" interacties en enkele waterstofbruggen.

Glycosidische binding voorbeeld in glycogeen (bron: glykogeen.Svg-neurotkerrivatief-werk-marek-mar-public-domein via wikimedia commons)

Functie

Glucans zijn zeer veelzijdige structuren voor levende cellen. In planten, bijvoorbeeld, geeft de combinatie van β (1-4) bindingen tussen de β-glucosemoleculen grote stijfheid aan de celwand van elk van zijn cellen, wat vormt wat bekend staat als cellulose.

Cellulosestructuur (Bron: Vicente Net/CC door (https: // creativeCommons.Org/licenties/door/4.0) Via Wikimedia Commons)

Zoals in planten, vertegenwoordigt in bacteriën en schimmels een raamwerk van glucanvezels de moleculen die de stijve celwand vormen die het plasmamembraan en cytosol beschermt dat zich in de cellen bevindt.

Bij gewervelde dieren is het belangrijkste reservemolecuul glycogeen. Dit is een glucan gevormd door veel verenigde glucoseresten, die een ketting vormt, die langs de structuur wordt vertakt.

Over het algemeen wordt glycogeen gesynthetiseerd in de lever van alle gewervelde dieren en een deel wordt opgeslagen in spierenweefsels.

Glycogeen, het "zetmeel" van dieren (Bron: Mikael Häggström / Public Domain, via Wikimedia Commons)

Samenvattend hebben glucans niet alleen structurele functies, maar zijn ze ook belangrijk vanuit het oogpunt van stroomopslag. Elk organisme dat het enzymatische apparaat bezit om de links af te breken en glucosemoleculen te scheiden om ze te gebruiken als "brandstof" gebruikt deze verbindingen om te overleven.

Het kan u van dienst zijn: interspecifieke relaties: typen en voorbeelden

Industrieaanvragen

Glucans worden op grote schaal gebruikt in de voedingsindustrie over de hele wereld, omdat ze zeer gevarieerde kenmerken hebben en de meeste geen toxische effecten hebben voor menselijke consumptie.

Velen helpen de structuur van voedsel te stabiliseren door interactie met water, het creëren van emulsies of gels die een grotere consistentie bieden voor bepaalde culinaire preparaten. Een voorbeeld, het kan het zetmeel- of maïszetmeel zijn.

De kunstmatige smaken van voedsel zijn meestal het product van de toevoeging van zoetstoffen die voor het grootste deel uit glucans zijn samengesteld. Deze moeten zeer extreme of lange periodes doorlopen om hun effecten te verliezen.

Het hoge smeltpunt van alle glucans dient om veel van de verbindingen die gevoelig zijn voor lage voedseltemperaturen te beschermen. Glucans "ontvoer" watermoleculen en voorkomen dat ijskristallen de moleculen breken die de andere delen van het voedsel vormen.

Bovendien zijn de structuren gevormd door glucans in voedsel thermoromkeerbaar, dat wil zeggen door de temperatuur in voedsel te verhogen of te verlagen, kunnen ze hun smaak en textuur op de juiste temperatuur herstellen.

Referenties

1. Zeg Luzio, n. R. (1985, december). Update over de immunomodulerende activiteiten van glucans. In Springer -seminars in immunopathologie (Vol. 8, nee. 4, pp. 387-400). Springer-Verlag.
2. Nelson, D. L., & Cox, m. M. (2015). Lehninger: Principles of Biochemistry.
3. Novak, m., & Vetvicka, V. (2009). Glucans als biologische respons modificaties. Endocriene, metabole en immuunstoornissen-drugsdoelen (voorheen huidige drugsdoelen -imne, endocriene en metabole aandoeningen), 9 (1), 67-75.
4. Synytya, een., & Novak, m. (2014). Structurele analyse van Gluchans. Annals of Translational Medicine, 2 (2).
5. Vetvicka, V., & Vetvickova, J. (2018). Glucans en kanker: vergelijking van commercialla beschikbaar β-Glucans-PAR IV. Anticancer Research, 38 (3), 1327-1333.