Polysaccharide

Was sind Polysaccharide?

Der Polysaccharide, Oft als Glykane bezeichnet, sind sie chemische Verbindungen mit hohem Molekulargewicht, die aus mehr als 10 Einheiten einzelner Zucker (Monosaccharide) gebildet werden. Mit anderen Worten, sie sind Monosaccharidpolymere, die durch glycosidische Verbindungen zusammen vereint sind.

Dies sind sehr häufige Moleküle in der Natur, wie sie in allen Lebewesen vorkommen, wo sie eine Vielzahl von Funktionen ausüben, von denen viele noch untersucht werden. Sie gelten als die größte Quelle für erneuerbare natürliche Ressourcen auf der Erde.

Celulosestruktur, ein Homopolysaccharid (Quelle: http: // wwwww.Monographien.COM/Jobs46/Cellulose-Madera/Cellulose-Madera22.SHTML/CC BY-SA (https: // creativecommons.Org/lizenzen/by-sa/4.0) über Wikimedia Commons)

Die Wand der Pflanzenzellen zum Beispiel wird durch eines der am häufigsten vorkommenden Polysaccharide in der Biosphäre gebildet: Cellulose.

Diese Verbindung, die durch wiederholte Einheiten eines Monosaccharids namens Glucose gebildet wird, dient als Nahrung für Tausende von Mikroorganismen, Pilzen und Tieren, zusätzlich zu den Funktionen,.

Der Mann hat im Laufe der Zeit es geschafft, die Cellulose für praktische Zwecke zu nutzen: Verwenden Sie Baumwolle, um Kleidungsstücke zuzubereiten, das "Zellstoff" der Bäume zum Spielen von Papier usw.

Ein weiteres sehr reichlich vorhandenes Polysaccharid, das ebenfalls von Pflanzen hergestellt wird und für den Menschen von großer Bedeutung ist, ist Stärke, da es eine der Hauptquellen für Kohlenstoff und Energie ist. Es ist in den Körnern der Getreide, in den Knollen usw.

Eigenschaften von Polysacchariden

- Sie sind sehr hohe Molekulargewichtsmakromoleküle

- Sie bestehen hauptsächlich aus Kohlenstoff-, Wasserstoff- und Sauerstoffatomen

- Sie sind strukturell und funktionell sehr unterschiedlich

- Es gibt praktisch alle Lebewesen auf der Erde: Pflanzen, Tiere, Bakterien, Protozoen und Pilze

- Einige Polysaccharide sind in Wasser und anderen sehr löslich, was normalerweise nicht vom Vorhandensein von Auswirkungen in seiner Struktur abhängt

- Sie arbeiten in der Energiespeicherung, in der zellulären Kommunikation, in der strukturellen Unterstützung von Zellen und Geweben usw.

- Seine Hydrolyse führt im Allgemeinen zur Freisetzung einzelner Abfälle (Monosaccharide)

- Sie können als Teil komplexerer Makromoleküle wie Kohlenhydratanteil vieler Glykoproteine, Glykolipide usw. gefunden werden.

Struktur von Polysacchariden

Polysaccharide sind Polymere mit mehr als 10 Müll von Zucker oder Monosacchariden, die durch glucosidische Verbindungen miteinander verbunden sind.

Obwohl es sich um äußerst unterschiedliche Moleküle handelt (es gibt eine unendliche Vielfalt möglicher Strukturtypen), sind die am häufigsten gefundenen Monosaccharide in der Struktur eines Polysaccharids sprudelnde und hexyische Zucker, dh Zucker von 5 bzw. 6 Kohlenstoffatomen.

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Diversität

Die Vielfalt dieser Makromoleküle liegt in der Tatsache, dass zusätzlich zu den verschiedenen Zuckern, die sie bilden können, jeder Zuckerreste in zwei verschiedenen zyklischen Formen sein kann: furanisch oder piranosa (nur diese Zucker von 5 und 6 Kohlenstoffatomen).

Darüber hinaus können glykosidische Bindungen in der α- oder β-Konfiguration liegen, und als wäre dies nicht ausreichend.

Sie können auch durch Zucker mit verzweigten Ketten, durch Zucker ohne einen oder mehrere Hydroxylgruppen (-OH) und durch Zucker von mehr als 6 Kohlenstoffatomen sowie durch verschiedene Monosaccharidderivate (häufig oder nicht) gebildet werden.

Grafische Darstellung eines linearen Polysaccharids und eines weiteren Zweigs

Polysaccharide mit linearen Ketten sind im Allgemeinen in starre oder entfesselten Strukturen "verpackt" und sind im Wasser im Wasser unlöslich, entgegen verzweigten Polysacchariden, die in Wasser sehr löslich sind und "pasty" Strukturen in wässrigen Lösungen bilden.

Klassifizierung von Polysacchariden

Die Klassifizierung von Polysacchariden basiert normalerweise auf ihrem natürlichen Auftreten. Es wird jedoch immer häufiger, sie nach ihrer chemischen Struktur zu klassifizieren.

Viele Autoren sind der Ansicht, dass der beste Weg, um Polysaccharide zu klassifizieren.

Homopolysaccharide oder Homoglykane

Zu dieser Gruppe gehören alle Polysaccharide, die durch Einheiten identischer Zucker oder Monosaccharide gebildet werden, dh Homopolymere derselben Zuckerart.

Die einfachsten Homopolysaccharide sind diejenigen, die eine lineare Konformation haben, bei denen alle Zuckerreste durch die gleiche chemische Bindung vereint sind. Cellulose ist ein gutes Beispiel: Es handelt sich um ein Polysaccharid, das aus Glukoseabfällen besteht, die durch β -Verbindungen vereint sind (1 → 4).

Es gibt jedoch komplexere Homopolysaccharide und sind solche, die mehr als eine Art von Verbindung in einer linearen Kette haben und sogar Auswirkungen aufweisen können.

Beispiele für sehr häufige Homopolysaccharide sind Cellulose, Glykogen und Stärke, die alle durch wiederholte Glukoseeinheiten gebildet werden; Diese Gruppe umfasst auch Chitin, das aus wiederholten Einheiten von besteht N-Acetylglucosamin, ein Glukosederivat.

Dann gibt es andere, die in Literatur weniger beliebt sind, wie Fructans (bestehend aus Fructoseeinheiten), Pentosans (bestehend aus arabisch oder xylose) und Pektinen (gebildet von Derivaten von Galacturonsäure, abgeleitet, wiederum von Galactose) abgeleitet werden).

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Heteropolysaccharide oder Heteroglykane

In dieser Gruppe hingegen werden alle diese Polysaccharide, die aus zwei oder mehr verschiedenen Arten von Zucker bestehen, klassifiziert, dh sie sind Heteropolymere unterschiedlicher Zucker.

Die einfachsten Heteropolys werden durch zwei unterschiedliche Zuckerabfälle (oder Zuckerderivate) gebildet, die (1) in derselben linearen Kette sein können oder (2) eine lineare Hauptlinie und die andere Konstitutierung von Seitenketten bilden können.

Es kann jedoch auch Heteropolysaccharide geben, die durch mehr als 2 Arten von zuckerhaltigen, stark verzweigten Abfällen gebildet werden oder nicht.

Viele dieser Moleküle sind mit Proteinen oder Lipiden assoziiert, die Glykoproteine ​​und Glucolipide bilden, die in tierischen Geweben sehr reichlich vorhanden sind.

Sehr häufige Beispiele für Heteropolysaccharide sind diejenigen, die Teil der Mucopolysaccharide wie Hyaluronsäure sind, die bei Tieren weit verbreitet sind und die durch Glucoronsäurereste gebildet werden N-Acetyl-D-Glucosamin.

Knorpel, die in allen Wirbeltieren vorhanden sind, haben auch reichlich heterpolysaccharide, insbesondere Chondroitinsulfat, das durch wiederholte Einheiten von Glucoronsäure und gebildet wird N-Acetyl-D-Galactosamin.

Eine allgemeine Tatsache über die Nomenklatur

Die Polysaccharide werden mit dem generischen Glycan -Begriff benannt, sodass die genaueste Nomenklatur verwendet, um einen Namen, das Präfix des "Elternzucker" und die Kündigung "" zu erteilen-Jahr". Beispielsweise kann ein Polysaccharid, das auf Glucoseeinheiten basiert, als Glucan bezeichnet werden.

Beispiele für Polysaccharide

Während des gesamten Textes haben wir die häufigsten Beispiele angeführt, die ohne Zweifel diese große Gruppe von Makromolekülen darstellen. Als nächstes werden wir ein bisschen mehr von ihnen entwickeln und andere ebenso wichtig erwähnen.

Glykogen und Cellulose, zwei Polysaccharide (Quelle: Sunshineconnelly at IN IN IN.wikibooks/cc by (https: // creativecommons.Org/lizenzen/by/2.5) über Wikimedia Commons, modifiziert von Raquel Parada Puig)

Cellulose und Chitina

Das Cellulose, ein Polymer aus Glukoseabfällen, ist zusammen mit dem Chitin ein Polymer aus Abfall von N-Acetylglucosamin, eines der am häufigsten vorkommenden Polymere der Erde.

Quitina -Molekül

Der erste ist ein grundlegender Teil der Wand, der Pflanzenzellen bedeckt, und der letzte liegt an der Wand der Pilzzellen und der Arthropoden -Exoskelett -Krebse, zum Beispiel.

Beide Homopolysaccharide sind nicht nur für den Menschen, sondern für alle Ökosysteme der Biosphäre gleichermaßen wichtig, da sie ein struktureller Bestandteil der Organismen sind, die sich an der Basis der Nahrungskette befinden.

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Glykogen und Stärke

Polysaccharide dienen unter ihren vielfältigen Funktionen als Energiereservenmaterial. In Pflanzen wird Stärke erzeugt und bei Tieren tritt Glykogen auf.

Beide sind Homopolysaccharide aus Glukoseabfällen, die durch verschiedene glucosidische Bindungen vereint sind, was zahlreiche Auswirkungen in recht komplexen Mustern darstellt. Mit Hilfe einiger Proteine ​​können die beiden Arten von Molekülen kompaktere Granulat bilden.

Stärke ist ein Komplex, der von zwei verschiedenen Glukosepolymeren gebildet wird: Amilosa und Amylopectin. Amylose ist ein lineares Polymer aus Glukoseabfällen, die durch α (1 → 4) -Bindungen vereint sind, während Amylspektin ein verzweigtes Polymer ist, das durch α -Bindungen an Amylose bindet (1 → 6).

Stärkekörner in einer Kartoffelzelle. Quelle: Ganímedes/CC BY-S (https: // CreePecommons.Org/lizenzen/by-sa/4.0)

Glykogen hingegen ist auch ein Polymer von Glucoseeinheiten, die durch α (1 → 4) -Blinks und zahlreiche Auswirkungen durch α (1 → 6) -Blinks verbunden sind. Dies stellt eine Reihe von Auswirkungen auf, die signifikant größer sind als Stärke.

Glykogenstruktur

Heparin

Heparin ist ein Glucosaminoglycan, der mit Sulfatgruppen assoziiert ist. Es ist ein Heteropolysaccharid, das aus Glucoronsäure -Einheiten besteht N-Glucosamin mit einer zusätzlichen Sulfatgruppe in ihrem Kohlenstoff 6, das durch α (1 → 4) -Bindungen verbunden ist.

Heoparine Struktur. Bildquelle: jü / cc0

Diese Verbindung wird üblich.

Andere Polysaccharide

Pflanzen produzieren viele Substanzen, die reich an komplexen Heteropolysacchariden sind, einschließlich Zahnfleisch und anderen Klebstoff- oder Emulgatorverbindungen. Diese Substanzen sind viele Male reich an Glucoronsäurepolymeren und anderen Zuckern.

Bakterien produzieren auch Heteropolysaccharide, die viele Male in Richtung der Umgebung freigesetzt werden, so dass sie als Exopolisaccharide bekannt sind.

Viele dieser Substanzen werden als Geliermittel in der Lebensmittelindustrie eingesetzt, insbesondere diejenigen, die von Säurebakterien synthetisiert wurden.

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