HETEROPOLYSACCHARIDER: EGENSKABER, STRUKTUR, FUNKTIONER - BIOLOGI - 2025

De heteropolysaccharider eller heteroglycans er en gruppe af komplekse kulhydrater er klassificeret inden for gruppen af polysaccharider, der omfatter alle carbohydrater, der er sammensat af mere end 10 monosaccharidenheder af forskellige typer sukkerarter.

De fleste af de heteropolysaccharider, der er syntetiseret i naturen, indeholder normalt kun to forskellige monosaccharider. I mellemtiden har syntetiske heteropolysaccharider generelt tre eller flere forskellige monosaccharidenheder.

Eksempel på basisenheden for et heteropolysaccharid (Kilde: Ccostell via Wikimedia Commons)

Heteropolysaccharider er makromolekyler, der udfører væsentlige funktioner for livet. De er sammensat af flere forskellige sukkermonomerer (monosaccharider), repetitivt bundet sammen af ​​glykosidbindinger af forskellige typer.

Blandt de komplekse kulhydrater, der findes hyppigst i naturen, er hemicellulose, pektiner og agar-agar, og de fleste af disse er polysaccharider af kommerciel interesse for fødevareindustrierne.

I den medicinske sammenhæng har de mest studerede heteropolysaccharider været forbindelsesvæv, blodkoncentrationer, dem, der er forbundet med glycoproteiner, såsom y-globulin og glycolipider, der belægger neuroner i det centrale nervesystem.

I årenes løb og med videnskabelige fremskridt er der blevet udviklet forskellige teknikker til undersøgelse af heteropolysaccharider, som generelt involverer deres nedbrydning i deres indhold af monosaccharider og deres individuelle analyse.

Disse adskillelsesteknikker er forskellige for hvert kulhydrat og afhænger af de fysiske og kemiske egenskaber for hvert kulhydrat. Kromatografi er imidlertid de mest anvendte teknikker til analyse af heteropolysaccharider.

Egenskaber og struktur

Heteropolysaccharider er lineære eller forgrenede polymerer sammensat af gentagne enheder af to eller flere forskellige monosaccharider. Det skal tages i betragtning, at disse monosaccharider muligvis ikke er i den samme andel.

Heteropolysaccharider har komplekse strukturer med en generelt forgrenet topologi, og i deres oprindelige tilstand har de en asymmetrisk og noget amorf morfologi.

De gentagne enheder, der udgør heteropolysaccharider (monosaccharider, disaccharider eller oligosaccharider), er bundet sammen med a- eller ß-glucosidiske bindinger. I disse enheder er det almindeligt at observere modifikationer eller substitutioner såsom methyl- og acetylgrupper og andre, især i grenene.

Endvidere kan forbindelsen af ​​visse molekyler med heteropolysaccharider give en sidstladning til sidstnævnte, som har vigtige fysiologiske funktioner i forskellige typer celler.

Bakterielle kulhydrater

Mikrobielle heteropolysaccharider består af gentagne enheder på tre til otte monosaccharider, der kan være lineære eller forgrenede. De er generelt sammensat af monosacchariderne D-glucose, D-galactose og L-rhamnose i forskellige proportioner.

Fucose, mannose, ribose, fructose, monosaccharider og monosaccharider substitueret med glycerol og andre kan opnås, skønt i mindre grad.

Funktioner

Typisk fungerer heteropolysaccharider som ekstracellulære bærere til organismer fra alle kongeriger, fra bakterier til mennesker. Disse sukkerarter sammen med fibrøse proteiner er de vigtigste bestanddele i den ekstracellulære matrix i dyr og af den mellemliggende lamina i planter.

Heteropolysaccharider findes ofte i forbindelse med proteiner til dannelse af proteoglycaner, glycosaminoglycaner og endda mucopolysaccharider. Disse udfører forskellige funktioner, lige fra regulering af absorptionen af ​​vand, de fungerer som en slags cellulær "cement" og fungerer som et biologisk smøremiddel blandt mange andre.

Heteropolysaccharider i bindevæv har syregrupper i deres strukturer. Disse fungerer som broer mellem vandmolekylerne og metalionerne. Det mest almindelige heteropolysaccharid i disse væv er uronsyre med sulfaterede substitutioner.

Proteoglykaner kan findes som strukturelle elementer i plasmamembranen, der fungerer som coreceptorer i modtagelsen af ​​stimuli på overfladen af ​​cellemembranen og stimulerer interne responsmekanismer.

Globuliner er glycoproteiner, der er en del af immunsystemet hos mange dyr og baserer deres genkendelsessystem på den del af heteropolysacchariderne, som de har i deres yderste lag.

Hepariner har antikoagulerende funktioner og er mucoglacans, der bruger disaccharider med sulfaterede substituenter for at reducere deres negative ladning og interferere med forbindelsen mellem thrombin og blodplader, hvilket igen favoriserer binding af antithrombiner og inaktiverende protrombiner.

eksempler

hemicellulose

Dette udtryk omfatter en gruppe heteropolysaccharider, der inkluderer monosaccharider, såsom glucose, xylose, mannose, arabinose, galactose og forskellige uronsyrer i deres struktur. De mest almindelige strukturer er imidlertid lineære polymerer af xylaner og xyloglycaner bundet med ß-1,4-bindinger.

Disse heteropolysaccharider er meget rigelige i plantens cellevæg. De er også opløselige i koncentrerede alkaliske opløsninger, og nogle typer udvikler en fibrillær form, hvor de fungerer som cementeringsmidler i plantevæv.

Pektin

Pektiner er polysaccharider i mellemlaget mellem cellevægge med primær oprindelse i planter. Dets hovedbestanddel er D-galacturonsyre bundet med en a-D-1,4-binding, hvori nogle carboxyler kan forestres med methylgrupper.

Denne type sukker har evnen til let at polymerisere i kontakt med methylestere og andre sukkerarter, såsom galactose, rabbinose og rhamnose. De er vidt brugt i fødevareindustrien til at give fasthed til nogle produkter såsom syltetøj, kompotter og sukkerholdigt tandkød.

heparin

Det er et antikoagulant, der produceres i blodet og i forskellige organer, såsom lunger, nyrer, lever og milt hos dyr. Det består af 12 til 50 gentagelser af D-glucuronsyre eller L-iduronsyre og N-acetyl-D-glucosamin. Hepariner er polysaccharider af typen glycosaminoglycan med en stærk negativ ladning.

Hepariner er af stor industriel betydning og fås kunstigt fra genteknologi i bakterier eller naturligt fra kvægens lunger eller tarmslimhinden hos svin.

Hyaluronsyre

Dette er et af de mest anvendte medikamenter i den æstetiske industri som smøremiddel på grund af dets viskøse, elastiske og reologiske egenskaber. Det bruges som øjesmøremiddel, en støddæmper i leddene og til at forsinke aldringsprocesser, da det reducerer aktiviteten af ​​celler i cellecyklussen.

Det er en polymer, der hører til gruppen af ​​glycosaminoglycaner og er sammensat af D-glucuronsyre og N-acetyl-D-glucosamin, bundet sammen med en ß-1,3-binding. Det findes i næsten alle prokaryote og eukaryote celler, især i bindevæv og hud hos dyr.

Referencer

1. Delgado, LL, & Masuelli, M. (2019). Polysaccharider: begreber og klassificering. Evolution in Polymer Technology Journal, 2 (2), 2–7.
2. Huber, KC, & BeMiller, JN (2018). Kulhydrater. I organisk kemi (s. 888-928). Elsevier Inc.
3. Davison, E. (1999). Encyclopaedia Britannica. Hentet 14. august 2019 fra www.britannica.com/science/carbohydrate/
4. Huber, KC, & BeMiller, JN (2018). Kulhydrater. I organisk kemi (s. 888-928). Elsevier Inc.
5. University of Maine. (Nd). Hentet 14. august 2019 fra www.umaine.edu