Полісахариди - біологія
Як жарко занадто жарко для життя глибоко під дном океану?
Антибіотики від бактерій
Міграція клітин: нещодавно виявлена функція відомого білка
Молекулярний компас для вирівнювання клітин
Від чого листя старіє восени
Демократичність грифа-цесарки
Середовище Екембо: Люди також жили на відкритих ландшафтах
| Генетика | Сільське, лісове та тваринництво
Сорт пшениці був створений шляхом схрещування дикорослих трав
Як жарко занадто жарко для життя глибоко під дном океану?
Полісахариди
Полісахариди (також як Полісахариди, Полісахариди, Глікани/Глікани [1] або Поліози [2]) - це вуглеводи, що складаються з великої кількості (принаймні 10) моносахаридів (простих цукрів), зв’язаних глікозидним зв’язком. [3] Це біополімери з невідомою кількістю одиниць моносахаридів або статистичним розподілом молекулярних розмірів. Прикладами полісахаридів є глікоген, крохмаль (амілоза та амілопектин), пектини, хітин, калоза та целюлоза. Полісахариди відіграють важливу роль у рослинах, тваринах і, звичайно, в людині, як слизи, запасні речовини та поживні речовини. Наприклад, їх можна знайти в зернах та картоплі. Клітинні стінки рослин складаються з понад 50% целюлози та геміцелюлози, остання являє собою суміш полісахаридів, яка виконує підтримуючу функцію в клітинній стінці.
Деякі полісахариди мають загальну формулу:
$ \ mathrm $, як правило, з x дорівнює 5 або 6 і y = x - 1
Підрозділ полісахаридів
Полісахариди сортуються відповідно до типу окремих будівельних блоків (Мономери) молекули поділяється на гомоглікани (лише з одного виду простого цукру) та гетероглікани (з двох або більше різних компонентів ланцюга). Кожен мономерний будівельний блок є одним або декількома Глікозидні зв’язки підключений до сусіднього мономерного блоку або блоків. Мономер на кінці ланцюга має принаймні одного сусіда, тоді як середні частини ланцюга мають двох сусідів, і у випадку розгалужених або згодом зшитих ланцюгів також може бути три або більше сусідніх мономерів.
Гомоглікани
Завдяки різним варіантам зв'язування, повторювана одиниця полімеру, яка у графічному зображенні укладена у квадратні дужки, також може складатися з декількох однакових моносахаридів. Такі повторювані одиниці одного і того ж моносахариду називаються гомодисахаридами для двох сахаридів та гомотрисахаридами для трьох однакових. Різні повторювані одиниці двох однакових, але по-різному зв’язаних моносахаридів мають однакову будову через різні зв’язки, якщо вони відрізняються лише α або β-зв’язком, але вони характеризуються різними конфігураціями.
Ця категорія включає, наприклад, два полісахариди, які складають найбільшу частку біомаси: крохмаль і целюлоза. Обидва вони складаються лише з одного типу моносахаридів. Крохмаль є основною формою зберігання метаболічно активної глюкози і складається з двох структур амілози та амілопектину, які, в свою чергу, повністю складаються з одиниць α-D-глюкози. Целюлоза, навпаки, має однакову структуру в цілому, але також має лише один мономер: β-D-глюкозу. Інші приклади - хітин, головний компонент екзоскелетів членистоногих, та синістрин, інший запас енергії на рослинній основі, обидва з яких відповідають вимогам гомогліканів.
Декстранс використовується як антикоагулянт в медицині. У зшитій формі декстрани використовуються в біохімії як матеріал-носій при афінній хроматографії, аналізах на випадання та хроматографії виключення розмірів.
Гомоглікани, які складаються з часто зустрічаються мономерів, зазвичай поділяються на підкатегорії, які названі на честь відповідних мономерів. Через свої будівельні блоки згадані вище два полісахариди целюлоза та крохмаль належать до групи глюканів. На відміну від них, синістрин, який повністю складається з одиниць D-фруктози, є фруктаном.
Гетероглікани
Як випливає з назви (лат. гетеро, `` Різні '', `` різні ''), полісахариди цієї категорії складаються з декількох різних мономерів, що також призводить до майже нескінченної кількості можливих гетерогліканів, які, проте, не всі трапляються в природі.
Гепарин та фондапарінукс є одночасно антикоагулянтами та представниками гетерогліканів. Ще одним гетерогліканом, широко поширеним у біохімії, є агарози, які використовуються, серед іншого, в лабораторіях як гель для електрофорезу. Для цього готують 1% водний розчин полісахариду, що складається з 2 мономерів.
Гетероглікани також поділяються на підкатегорії. Найбільш біологічно важливі належать до групи глікозаміногліканів, представники яких усі складаються з повторюваних дисахаридних одиниць, які, в свою чергу, складаються з двох різних одиниць моносахаридів. Деякі протеоглікани утворюються з глікозаміногліканів, що є їх основним призначенням в організмах. Однак вони трапляються і в незв’язаному вигляді, що використовується, наприклад, у медицині. На додаток до згаданого гепарину, який належить до цієї підкатегорії, гіалуронова кислота також є глікозаміногліканом, який використовується в косметичній хірургії та ортопедії.
Біологічні функції полісахаридів
обмін речовин
Для метаболізму полісахариди є важливим носієм енергії, завдяки чому представники цієї групи речовин служать в більшості випадків запасами енергії і, таким чином, є продуктами анаболізму. У метаболізмі тварин і людини глікоген - аналог амілопектину - бере на себе це завдання. Якщо організм потребує енергії, цей запас енергії вивільняється глюкагоном, який створює катаболічно активні одиниці D-глюкози. У рослинах це робить крохмаль гомоглікану.
Глікокалікс
Кожна клітина - як еукаріотична, так і прокаріотична - укладена у вуглеводну оболонку, яка називається глікокалікс. Це являє собою шар товщиною до 140 нм, що складається з полі- та олігосахаридів. Однак ці сахаридні ланцюги не є нерозгалуженими, а є компонентами глікопротеїнів та гліколіпідів, деякі з яких утворюють клітинну мембрану. Основним завданням глікокаліксу є - крім захисту клітин від висихання - зв'язок між клітинами, що особливо важливо для імунної системи організму.
Полісахариди часто беруть участь у структурі зовнішньої оболонки певних мікроорганізмів (приклад: Streptococcus pneumoniae). Їх склад, який може бути різним у межах групи організмів, визначає структуру поверхні і, отже, відповідний серотип при характеристиці різними сироватками.
Протеоглікани
Більшість глікозаміногліканів бере участь у створенні протеогліканів. Гіалуронова кислота - гетероглікан - утворює кістяк протеогліканів і може досягати до 4 мкм в довжину. Крім того, цей ланцюг гіалуронової кислоти не ковалентно зв’язує білки, які, у свою чергу, ковалентно асоціюють велику кількість глікозаміногліканів - таких, як гепаран-хондроїтин та сульфат кератану. Разом з колагеном та водою протеоглікани накопичують хрящову тканину.
синтез
Полісахариди можуть штучно включати можуть бути виготовлені методом Кенігса-Кнорра.