Polysachariden

Wat zijn polysachariden?

De polysachariden, Vaak worden ze glycanen genoemd, het zijn chemische verbindingen van hoog molecuulgewicht gevormd door meer dan 10 eenheden individuele suikers (monosachariden). Met andere woorden, het zijn monosacharidepolymeren die samen verenigd zijn via glycosidische links.

Dit zijn veel voorkomende moleculen in de natuur, zoals ze worden gevonden in alle levende wezens, waar ze een verscheidenheid aan functies uitoefenen, waarvan vele nog steeds worden bestudeerd. Ze worden beschouwd als de grootste bron van hernieuwbare natuurlijke hulpbronnen op aarde.

Celulosestructuur, een homopolysaccharide (bron: http: // www.monografieën.Com/Jobs46/Cellulose-Madera/Cellulose-Madera2.SHTML/CC BY-SA (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/4.0) Via Wikimedia Commons)

De wand van plantencellen, bijvoorbeeld, wordt gevormd door een van de meest voorkomende polysachariden in de biosfeer: cellulose.

Deze verbinding, gevormd door herhaalde eenheden van een monosacharide genaamd glucose, dient als voedsel voor duizenden micro -organismen, schimmels en dieren, naast de functies die het heeft bij het behoud van de structuur van groenten.

De man, met het verstrijken van de tijd, is erin geslaagd om te profiteren van de cellulose voor praktische doeleinden: gebruik katoen om kleding te maken, de "pulp" van de bomen om papier te spelen, enz.

Een ander zeer overvloedig polysacharide, ook geproduceerd door planten en van groot belang voor de mens is zetmeel, omdat het een van de belangrijkste bronnen van koolstof en energie is. Het is in de korrels van de granen, in de knollen, enz.

Kenmerken van polysachariden

- Het zijn macromoleculen met een zeer hoog molecuulgewicht

- Ze zijn voornamelijk samengesteld uit koolstof-, waterstof- en zuurstofatomen

- Ze zijn structureel en functioneel gesproken heel anders

- Er zijn praktisch alle levende wezens op aarde: planten, dieren, bacteriën, protozoa en schimmels

- Sommige polysachariden zijn zeer oplosbaar in water en andere, die meestal niet afhankelijk zijn van de aanwezigheid van gevolgen in zijn structuur

- Ze werken in energieopslag, in cellulaire communicatie, in de structurele ondersteuning van cellen en weefsels, enz.

- De hydrolyse ervan resulteert in het algemeen in de afgifte van individueel afval (monosachariden)

- Ze kunnen worden gevonden als onderdeel van meer complexe macromoleculen, zoals koolhydraatgedeelte van veel glycoproteïnen, glycolipiden, enz.

Structuur van polysachariden

Polysachariden zijn polymeren van meer dan 10 verspilling van suikers of monosachariden, die samen worden verbonden via glucosidische links.

Hoewel het extreem diverse moleculen zijn (er is een oneindige verscheidenheid aan mogelijke structurele typen), zijn de meest gevonden monosachariden in de structuur van een polysacharide penteuze en hexyische suikers, dat wil zeggen suikers van respectievelijk 5 en 6 koolstofatomen, respectievelijk.

Kan u dienen: ovogenese: fasen, kenmerken bij dieren en planten

Diversiteit

De diversiteit van deze macromoleculen ligt in het feit dat, naast de verschillende suikers die ze kunnen vormen, elk suikerresidu in twee verschillende cyclische vormen kan zijn: furanous of piranosa (alleen die suikers van 5 en 6 koolstofatomen).

Bovendien kunnen glycosidebindingen in de a- of β-configuratie zijn en, alsof dat niet genoeg is, kan de vorming van deze bindingen de vervanging van een of meer hydroxylgroepen (-OH) in het aangrenzende residu impliceren in het aangrenzende residu.

Ze kunnen ook worden gevormd door suikers met vertakte ketens, door suikers zonder een of meer hydroxylgroepen (-oH) en door suikers van meer dan 6 koolstofatomen, evenals door verschillende monosaccharidedivaten (gemeenschappelijk of niet).

Grafische weergave van een lineair polysacharide en een andere tak

Polysachariden met lineaire ketens zijn over het algemeen "verpakt" in rigide of losgelaten structuren en zijn onoplosbaar in water, in tegenstelling tot vertakte polysachariden, die sterk oplosbaar zijn in water en "pastea" -structuren vormen in waterige oplossingen.

Classificatie van polysachariden

De classificatie van polysachariden is meestal gebaseerd op hun natuurlijke optreden, maar het is steeds gebruikelijker om ze te classificeren volgens hun chemische structuur.

Veel auteurs zijn van mening dat de beste manier om polysachariden te classificeren is gebaseerd op het type suikers dat ze samenstelt, volgens welke twee grote groepen zijn gedefinieerd: die van homopolysachariden en die van heteropolysacchariden.

Homopolysachariden of homoglycanen

Tot deze groep behoren alle polysachariden die worden gevormd door eenheden van identieke suikers of monosachariden, dat wil zeggen dat het homopolymeren zijn van hetzelfde type suiker.

De eenvoudigste homopolysachariden zijn die met een lineaire conformatie, waarbij alle suikerresten verenigd zijn door hetzelfde type chemische binding. Cellulose is een goed voorbeeld: het is een polysacharide bestaande uit glucoseafval verenigd door β -links (1 → 4).

Er zijn echter complexere homopolysachariden en zijn die met meer dan één type link in een lineaire ketting en zelfs vertakkingen kunnen presenteren.

Voorbeelden van zeer veel voorkomende homopolysachariden zijn cellulose, glycogeen en zetmeel, allemaal gevormd door herhaalde eenheden van glucose; Deze groep bevat ook Chitin, dat bestaat uit herhaalde eenheden van N-acetyl-glucosamine, een glucosedivaat.

Dan zijn er anderen minder populair in literatuur zoals fructanen (samengesteld uit fructose -eenheden), pentosans (samengesteld uit arabineus of xylose) en pectines (gevormd door derivaten van galacturonzuur, op hun beurt afgeleid van galactose).

Kan u van dienst zijn: aerobe ademhaling

Heteropolysachariden of heteroglycans

Binnen deze groep daarentegen zijn al die polysachariden die bestaan ​​uit twee of meer verschillende soorten suikers geclassificeerd, dat wil zeggen dat het heteropolymeren van verschillende suikers zijn.

De eenvoudigste heteropolys worden gevormd door twee ongelijke suikerafval (of suikersderivaten), die (1) in dezelfde lineaire ketting kunnen zijn of (2) de ene kan zijn die een hoofdlineaire lijn vormt en de andere vormende zijketens.

Er kunnen echter ook heteropolysachariden zijn gevormd door meer dan 2 soorten suikerachtig, zeer vertakt afval, of niet.

Veel van deze moleculen worden geassocieerd met eiwitten of lipiden, die glycoproteïnen en glucolipiden vormen, zeer overvloedig in dierlijke weefsels.

Zeer veel voorkomende voorbeelden van heteropolysachariden zijn die die deel uitmaken van de mucopolysacchariden zoals hyaluronzuur, wijd verspreid onder dieren en die wordt gevormd door glucoronzuurresiduen verenigd om afval te verspillen door afval uit afval uit afval N-acetyl-D-glucosamine.

Kraakbanen, aanwezig in alle gewervelde dieren, hebben ook overvloedige heteropolysachariden, met name chondroïtinesulfaat, dat wordt gevormd door herhaalde eenheden van glucoronzuur en N-acetyl-D-galactosamine.

Een algemeen feit over de nomenclatuur

De polysachariden worden genoemd met de generieke glycan -term, dus het meest precieze gebruik van nomenclaturen, om een ​​naam, het voorvoegsel van de "ouderlijke suiker" en de beëindiging "" te verlenen-jaar". Een polysacharide op basis van glucose -eenheden kan bijvoorbeeld Glucan worden genoemd.

Voorbeelden van polysachariden

In de hele tekst hebben we de meest voorkomende voorbeelden aangehaald die zonder twijfel deze grote groep macromoleculen vertegenwoordigen. Vervolgens zullen we een beetje meer van hen ontwikkelen en anderen even belangrijk vermelden.

Glycogeen en cellulose, twee polysachariden (Bron: Sunshineconnelly bij In in.wikibooks/cc door (https: // creativeCommons.Org/licenties/door/2.5) Via Wikimedia Commons, aangepast door Raquel Parada Puig)

Cellulose en Chitina

De cellulose, een polymeer van glucoseverval is, samen met het chitine, een polymeer van afval van N-Acetyl-glucosamine, een van de meest voorkomende polymeren op aarde.

Quitina Molecuul

De eerste is een fundamenteel onderdeel van de muur dat plantencellen bedekt en de laatste bevindt zich op de wand van de schimmelcellen en de artropod exoskeletschaaldieren, bijvoorbeeld.

Beide homopolysachariden zijn even belangrijk, niet alleen voor de mens, maar ook voor alle ecosystemen van de biosfeer, omdat ze een structureel onderdeel zijn van de organismen die aan de basis van de voedselketen zijn.

Kan u van dienst zijn: macroscopische schimmels

Glycogeen en zetmeel

Polysachariden, onder hun meerdere functies, dienen als energiereserve materiaal. In planten wordt zetmeel geproduceerd en komt glycogeen voor bij dieren.

Beide zijn homopolysacchariden bestaande uit glucoseverval, die verenigd zijn door verschillende glucosidebanden, die talloze gevolgen presenteren in vrij complexe patronen. Met behulp van sommige eiwitten kunnen de twee soorten moleculen compactere korrels vormen.

Zetmeel is een complex gevormd door twee verschillende glucosepolymeren: ililosa en amylopectine. Amylose is een lineair polymeer van glucoseafval verenigd door α (1 → 4) bindingen, terwijl amyylpectine een vertakt polymeer is dat bindt aan amylose door α -bindingen (1 → 6).

Zetmeelkorrels in een aardappelcel. Bron: ganímedes/cc by-s (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/4.0)

Glycogeen daarentegen is ook een polymeer van glucose -eenheden gekoppeld door α (1 → 4) links en met talloze gevolgen verbonden door α (1 → 6) links. Dit presenteert een aantal gevolgen aanzienlijk groter dan zetmeel.

Glycogeenstructuur

Heparine

Heparine is een glucosaminoglycan geassocieerd met sulfaatgroepen. Het is een heteropolysacharide bestaande uit eenheden van glucoronzuur, waarvan vele worden veresteld, en door sulfaateenheden van N-Glucosamine met een extra sulfaatgroep in hun koolstof 6 gekoppeld door α (1 → 4) bindingen.

Hoparine -structuur. Afbeeldingsbron: Jü / CC0

Deze verbinding wordt vaak gebruikt als een anticoagulans, normaal voorgeschreven voor de behandeling van onstabiele hartaanvallen en borstaanvallen.

Andere polysachariden

Planten produceren veel stoffen die rijk zijn aan complexe heteropolysachariden, waaronder tandvlees en andere lijm- of emulgerende verbindingen. Deze stoffen zijn vaak rijk aan glucoronzuurpolymeren en andere suikers.

Bacteriën produceren ook heteropolysachariden die vaak vrijgeven in de omliggende omgeving, zodat ze bekend staan ​​als exopolisacchariden.

Veel van deze stoffen worden gebruikt als gelificatie-middelen in de voedingsindustrie, vooral die gesynthetiseerd door zuur-chattende bacteriën.

Referenties

1. Van Vuyst, l., & Degeest, B. (1999). Heteropolysachariden van melkzuurbacteriën. FEMS Microbiology Reviews, 23 (2), 153-177.
2. Aspinall, g. OF. (ED.)). (2014). De polysachariden. Academische pers.
3. De redacteuren van Encyclopaedia Britannica (2019). Britannica Encyclopaedia. Ontvangen op 18 april 2020, van www.Britannica.com/wetenschap/polysacharide
4. Schijf, z. NAAR. C. H. NAAR. B. Je. NAAR. S. (1955). Suikers in polysachariden. In methoden van biochemische analyse (vol. 2, pp. 313-358). Interscience New York.
5. Brown Jr, r. M. (2004). Cellulosestructuur en biosynthese: wat is in petto voor de 21ste eeuw? Journal of Polymer Science Deel A: Polymer Chemistry, 42 (3), 487-495.
6. Roach, p. J. (2002). Glycogeen en zijn metabolisme. Huidige moleculaire geneeskunde, 2 (2), 101-120.To of Polymer Science Deel A: Polymer Chemistry, 42 (3), 487-495.