Polizaharide - Biologie
Cât de fierbinte este prea fierbinte pentru viața adâncă sub fundul oceanului?
Antibiotice din bacterii
Migrația celulară: funcția nou descoperită a unei proteine cunoscute
Busolă moleculară pentru alinierea celulelor
Ceea ce face ca frunzele să îmbătrânească toamna
Democrația bibilicilor vultur
Mediul lui Ekembo: Oamenii au trăit și în peisaje deschise
| Genetica | Agricultură, silvicultură și creșterea animalelor
Soiul de grâu a fost creat prin traversarea ierburilor sălbatice
Cât de fierbinte este prea fierbinte pentru viața adâncă sub fundul oceanului?
Polizaharide
Polizaharide (de asemenea ca Polizaharide, Polizaharide, Glicanii/Glicanii [1] sau Polioze [2]) sunt glucide care sunt formate dintr-un număr mare (cel puțin 10) de monozaharide (zaharuri simple) legate printr-o legătură glicozidică. [3] Acestea sunt biopolimeri cu un număr necunoscut de unități monozaharidice sau cu o distribuție statistică a dimensiunii moleculare. Exemple de polizaharide sunt glicogenul, amidonul (amiloză și amilopectina), pectinele, chitina, caloza și celuloza. Polizaharidele joacă un rol important la plante, animale și, bineînțeles, la om ca mucilagiu, substanțe de rezervă și substanțe nutritive. Pot fi găsite în boabe și cartofi, de exemplu. Pereții celulari ai plantelor constau din peste 50% celuloză și hemiceluloză, acesta din urmă este un amestec de polizaharide care are o funcție de susținere în peretele celular.
Unele polizaharide au formula generală:
$ \ mathrm $, de obicei cu x egal cu 5 sau 6 și y = x - 1
Subdivizarea polizaharidelor
Polizaharidele sunt sortate în funcție de tipul de blocuri individuale (Monomeri) a moleculei este împărțită în homoglicani (dintr-un singur tip de zahăr simplu) și heteroglicani (din două sau mai multe componente de lanț diferite). Fiecare componentă monomerică este una sau mai multe Legături glicozidice conectat la unitatea sau unitățile de monomer vecine. Un monomer la capătul lanțului are cel puțin un vecin, în timp ce piesele din mijlocul lanțului au doi vecini și, în cazul lanțurilor ramificate sau reticulate ulterior, pot apărea și trei sau mai mulți monomeri vecini.
Homoglicani
Datorită diferitelor opțiuni de legare, unitatea de repetare a polimerului, care este inclusă între paranteze pătrate în reprezentarea grafică, poate fi, de asemenea, alcătuită din mai multe monozaharide identice. Astfel de unități repetate din aceeași monozaharidă sunt numite homodisacaride pentru două zaharide și homotrisacaride pentru trei din aceleași. Diferite unități care se repetă din două monozaharide identice, dar legate între ele, au aceeași constituție datorită legăturilor diferite, dacă diferă doar printr-o legătură α sau β, dar sunt caracterizate prin configurații diferite.
Această categorie include, de exemplu, cele două polizaharide care alcătuiesc cele mai mari proporții de biomasă: amidonul și celuloza. Ambele sunt formate dintr-un singur tip de monozaharidă. Amidonul este principala formă de stocare a glucozei metabolice active și constă din cele două structuri amiloză și amilopectină, care la rândul lor sunt alcătuite în întregime din unități α-D-glucoză. Celuloza, pe de altă parte, are aceeași structură peste tot, dar are și un singur monomer: β-D-glucoza. Alte exemple sunt chitina, componenta principală a exoscheletelor artropodelor și sinistrina, un alt depozit de energie pe bază de plante, ambele îndeplinind cerințele homoglicanilor.
Dextranii sunt folosiți în medicină ca anticoagulante. În formă reticulată, dextranii sunt folosiți în biochimie ca material purtător în cromatografie de afinitate, teste de derulare și cromatografie de excludere a dimensiunii.
Homoglicanii, care constau din monomeri comuni, sunt de obicei împărțiți în subcategorii, care poartă numele monomerilor respectivi. Datorită elementelor de bază, cele două polizaharide celuloză și amidon menționate mai sus aparțin grupului glucanilor. În schimb, Sinistrin, care constă în întregime din unități de D-fructoză, este un fructan.
Heteroglicanii
După cum sugerează și numele (lat. hetero, „Diferit”, „diferit”), polizaharidele din această categorie constau din mai mulți monomeri diferiți, ceea ce are ca rezultat și un număr aproape infinit de posibili heteroglicani, care, totuși, nu apar toți în natură.
Heparina și fondaparinux sunt atât anticoagulante, cât și reprezentanți ai heteroglicanilor. Un alt heteroglican răspândit în biochimie sunt agarozele, care sunt utilizate, printre altele, ca gel pentru electroforeză în laboratoare. În acest scop, se prepară o soluție apoasă 1% de polizaharidă - formată din 2 monomeri -.
Heteroglicanii sunt, de asemenea, împărțiți în subcategorii. Cele mai importante din punct de vedere biologic aparțin grupului glicozaminoglicanilor, ai căror reprezentanți constau toți în unități dizaharidice repetate, care la rândul lor sunt alcătuite din două unități monozaharide diferite. Unii proteoglicani sunt construiți din glicozaminoglicanii, care este scopul lor principal în organisme. Cu toate acestea, ele apar și sub formă nelegată, care este utilizată, de exemplu, în medicină. În plus față de heparina menționată mai sus, care aparține acestei subcategorii, acidul hialuronic este, de asemenea, un glicozaminoglican care este utilizat în chirurgia cosmetică și ortopedie.
Funcțiile biologice ale polizaharidelor
metabolism
Pentru metabolism, polizaharidele reprezintă un purtător de energie esențial, prin care reprezentanții acestui grup de substanțe servesc în majoritatea cazurilor ca depozite de energie și sunt astfel produse ale anabolismului. În metabolismul animal și uman, glicogenul - un analog al amilopectinei - își asumă această sarcină. Dacă un organism are nevoie de energie, acest depozit de energie este eliberat de glucagon, care creează unități D-glucoză active catabolic. La plante, amidonul homoglican își asumă această sarcină.
Glicocalix
Fiecare celulă - atât eucariotă, cât și procariotă - este înglobată într-o coajă de carbohidrați numită glicocalix. Acesta reprezintă un strat cu o grosime de până la 140 nm format din poli- și oligozaharide. Cu toate acestea, aceste lanțuri zaharidice nu sunt ramificate, ci sunt componente ale glicoproteinelor și glicolipidelor, dintre care unele formează membrana celulară. Sarcina principală a glicocalixului este - pe lângă protejarea celulei de uscare - comunicarea celulă-celulă, care este deosebit de importantă pentru sistemul imunitar al unui organism.
Polizaharidele sunt adesea implicate în structura învelișului exterior al anumitor microorganisme (exemplu: Streptococcus pneumoniae). Compoziția lor, care poate fi diferită într-un grup de organisme, determină structura suprafeței și, astfel, serotipul respectiv atunci când se caracterizează cu seruri diferite.
Proteoglicani
Majoritatea glicozaminoglicanilor sunt implicați în construirea proteoglicanilor. Acidul hialuronic - un heteroglican - formează coloana vertebrală a proteoglicanilor și poate avea o lungime de până la 4 µm. În plus, acest lanț de acid hialuronic nu leagă covalent proteinele, care la rândul lor asociază covalent un număr mare de glicozaminoglicanii - cum ar fi condroitina heparană și sulfatul de cheratan. Împreună cu colagen și apă, proteoglicanii construiesc țesutul cartilajului.
sinteză
Polizaharidele pot fi în mod artificial u. A. poate fi produs folosind metoda Koenigs-Knorr.