Полизахариди - Биология
Колко горещо е твърде горещо за живота дълбоко под дъното на океана?
Антибиотици от бактерии
Клетъчна миграция: новооткрита функция на известен протеин
Молекулярен компас за подравняване на клетките
Какво кара листата да стареят през есента
Демокрацията на лешоядите токачки
Околната среда на Ekembo: Хората също живееха в открити пейзажи
| Генетика | Земеделие, горско стопанство и животновъдство
Сортът пшеница е създаден чрез кръстосване на диви треви
Колко горещо е твърде горещо за живота дълбоко под дъното на океана?
Полизахариди
Полизахариди (също като Полизахариди, Полизахариди, Гликани/Гликани [1] или Полиози [2]) са въглехидрати, които са съставени от голям брой (поне 10) монозахариди (прости захари), свързани с гликозидна връзка. [3] Това са биополимери с неизвестен брой монозахаридни единици или статистическо молекулно разпределение по размер. Примери за полизахариди са гликоген, нишесте (амилоза и амилопектин), пектини, хитин, калоза и целулоза. Полизахаридите играят важна роля за растенията, животните и, разбира се, хората като слуз, резервни материали и хранителни вещества. Те могат да бъдат намерени например в зърнени храни и картофи. Растителните клетъчни стени се състоят от над 50% целулоза и хемицелулоза, като последната е смес от полизахариди, която има поддържаща функция в клетъчната стена.
Някои полизахариди имат общата формула:
$ \ mathrm $, обикновено с x равно на 5 или 6 и y = x - 1
Подразделяне на полизахаридите
Полизахаридите са сортирани според вида на отделните градивни блокове (Мономери) на молекулата се разделя на хомогликани (от само един вид проста захар) и хетерогликани (от два или повече различни компонента на веригата). Всеки мономерен компонент е един или повече Гликозидна връзка (и) свързани към съседната мономерна единица или единици. Мономерът в края на веригата има поне един съсед, докато средните части на веригата имат два съседи и в случай на разклонени или впоследствие омрежени вериги може да има и три или повече съседни мономери.
Хомогликани
Поради различните опции за свързване, повтарящата се единица на полимера, която е затворена в квадратни скоби в графичното изображение, може също да бъде съставена от няколко идентични монозахарида. Такива повтарящи се единици от един и същ монозахарид се наричат хомодизахариди за два захарида и хомотрисахариди за три от същите. Различните повтарящи се единици от две еднакви, но различно свързани монозахариди имат една и съща структура поради различните връзки, ако те се различават само по α или β връзка, но те се характеризират с различни конфигурации.
Тази категория включва например двата полизахарида, които съставляват най-големи пропорции на биомаса: нишесте и целулоза. И двете са съставени само от един вид монозахарид. Нишестето е основната форма за съхранение на метаболитно активната глюкоза и се състои от двете структури амилоза и амилопектин, които от своя страна са изградени изцяло от α-D-глюкозни единици. Целулозата, от друга страна, има еднаква структура през цялото време, но също така има само един мономер: β-D-глюкоза. Други примери са хитинът, основният компонент на екзоскелетите на членестоногите, и синистринът, друг растителен енергиен склад, и двата отговарят на изискванията на хомогликаните.
Декстранс се използва в медицината като антикоагуланти. В омрежена форма декстраните се използват в биохимията като носител в афинитетна хроматография, тестове за изтегляне и хроматография за изключване на размера.
Хомогликаните, които се състоят от често срещани мономери, обикновено се разделят на подкатегории, които са кръстени на съответните мономери. Поради своите градивни елементи, споменатите по-горе два полизахарида целулоза и нишесте принадлежат към групата на глюканите. За разлика от това, Sinistrin, който се състои изцяло от D-фруктозни единици, е фруктан.
Хетерогликани
Както подсказва името (лат. хетеро, „Различни“, „различни“), полизахаридите в тази категория се състоят от няколко различни мономера, което също води до почти безкраен брой възможни хетерогликани, които обаче не всички се срещат в природата.
Хепаринът и фондапаринукс са антикоагуланти и представители на хетерогликаните. Друг хетерогликан, широко разпространен в биохимията, са агарозите, които се използват, наред с други неща, в лабораториите като гел за електрофореза. За тази цел се приготвя 1% воден разтвор на полизахарида, състоящ се от 2 мономера.
Хетерогликаните също са разделени на подкатегории. Най-важните от биологична гледна точка принадлежат към групата на гликозаминогликаните, чиито представители се състоят от повтарящи се дизахаридни единици, които от своя страна са съставени от две различни монозахаридни единици. Някои протеогликани са изградени от гликозаминогликани, което е основното им предназначение в организмите. Те обаче се срещат и в несвързана форма, която се използва например в медицината. В допълнение към гореспоменатия хепарин, който принадлежи към тази подкатегория, хиалуроновата киселина е и гликозаминогликан, който се използва в козметичната хирургия и ортопедията.
Биологични функции на полизахаридите
метаболизъм
За метаболизма полизахаридите представляват основен енергиен носител, при което представителите на тази група вещества служат в повечето случаи като запаси на енергия и следователно са продукти на анаболизма. В метаболизма на животните и хората гликогенът - аналог на амилопектина - поема тази задача. Ако един организъм се нуждае от енергия, този енергиен запас се освобождава от глюкагон, който създава катаболно активни D-глюкозни единици. При растенията хомогликановото нишесте поема тази задача.
Гликокаликс
Всяка клетка - и еукариотна, и прокариотна - е обвита във въглехидратна обвивка, наречена гликокаликс. Това представлява слой с дебелина до 140 nm, съставен от поли- и олигозахариди. Тези захаридни вериги обаче не са неразклонени, а са компоненти на гликопротеини и гликолипиди, някои от които образуват клетъчната мембрана. Основната задача на гликокаликса е - освен да предпазва клетката от изсушаване - комуникация между клетки и клетки, което е особено важно за имунната система на организма.
Полизахаридите често участват в структурата на външната обвивка на определени микроорганизми (пример: пневмокок). Техният състав, който може да бъде различен в рамките на група организми, определя повърхностната структура и по този начин съответния серотип, когато се характеризира с различни серуми.
Протеогликани
Повечето от гликозаминогликаните участват в изграждането на протеогликани. Хиалуроновата киселина - хетерогликан - формира гръбнака на протеогликаните и може да бъде с дължина до 4 µm. В допълнение, тази верига на хиалуроновата киселина не ковалентно свързва протеините, които от своя страна ковалентно свързват голям брой гликозаминогликани - като хепаран хондроитин и кератан сулфат. Заедно с колаген и вода, протеогликаните изграждат хрущялната тъкан.
синтез
Полизахаридите могат да бъдат изкуствено u. а. могат да бъдат произведени по метода на Koenigs-Knorr.