HOMOPOLYSACCHARIDER: EGENSKABER, STRUKTUR, FUNKTIONER, EKSEMPLER - BIOLOGI - 2025

De homopolysaccharider eller homoglycans er en gruppe af komplekse kulhydrater er klassificeret inden for gruppen af polysaccharider. Disse inkluderer alle kulhydrater, der har mere end ti enheder af samme type sukker.

Polysaccharider er essentielle makromolekyler sammensat af flere monomerer af sukker (monosaccharider) gentagne gange forbundet med glykosidbindinger. Disse makromolekyler repræsenterer den største kilde til vedvarende naturressourcer på jorden.

Eksempel på basisenheden for et glucan-homopolysaccharid (Kilde: Homopolysaccharide.svg: * Homopolysaccharide.jpg: Ccostellderivativt arbejde: Odysseus1479 (tale) derivatarbejde: Odysseus1479 via Wikimedia Commons)

Gode ​​eksempler på homopolysaccharider er stivelse og cellulose til stede i store mængder i plante- og dyrevæv og glycogen.

De mest almindelige og vigtigste homopolysaccharider i naturen består af D-glucoserester, men der er homopolysaccharider, der består af fruktose, galactose, mannose, arabinose og andre lignende sukkerarter eller derivater af disse.

Deres strukturer, størrelser, længder og molekylvægte er meget varierende og kan bestemmes både af typen monosaccharid, der udgør dem, såvel som af bindingerne, som disse monosaccharider binder til hinanden og tilstedeværelsen eller fraværet af grene.

De har mange funktioner i de organismer, hvor de findes, blandt hvilke energireserven og struktureringen af ​​celler og de makroskopiske kroppe af mange planter, dyr, svampe og mikroorganismer skiller sig ud.

Egenskaber og struktur

Som for de fleste polysaccharider er homopolysaccharider meget forskellige biopolymerer både i funktion og struktur.

Det er makromolekyler, hvis store molekylvægt i alt væsentligt afhænger af antallet af monomerer eller monosaccharider, der udgør dem, og disse kan variere fra ti til tusinder. Imidlertid er molekylvægten generelt ubestemt.

De mest almindelige homopolysaccharider i naturen er sammensat af glukoserester bundet sammen af ​​α-type eller β-type glukosidbindinger, som deres funktion i høj grad afhænger af.

De a-glucosidiske bindinger dominerer i reservhomopolysacchariderne, da de let hydrolyseres enzymatisk. P-glucosidbindingerne er på den anden side vanskelige at hydrolysere og er almindelige i strukturelle homopolysaccharider.

Karakteristika for de indholdsrige monosaccharider

Det er almindeligt i naturen at finde ud af, at polysaccharider, inklusive homopolysaccharider, er sammensat af sukkermonomerer, hvis struktur er cyklisk, og hvor et af ringatomer næsten altid er et oxygenatom, og de andre er kulstof.

De mest almindelige sukkerarter er hexoser, skønt pentoser også kan findes, og deres ringe varierer med hensyn til deres strukturelle konfiguration, afhængigt af det betragtede polysaccharid.

Klassificering af kulhydrater

Som nævnt tidligere er homopolysaccharider en del af gruppen af ​​polysaccharider, som er komplekse kulhydrater.

Komplekse polysaccharider inkluderer disaccharider (to sukkerrester bundet sammen normalt gennem glykosidiske bindinger), oligosaccharider (op til ti sukkerrester bundet sammen) og polysaccharider (som har mere end ti rester).

Polysaccharider opdeles efter deres sammensætning i homopolysaccharider og heteropolysaccharider. Homopolysaccharider er sammensat af den samme type sukker, mens heteropolysaccharider er komplekse blandinger af monosaccharider.

Polysaccharider kan også klassificeres i henhold til deres funktioner, og der er tre hovedgrupper, der inkluderer både homopolysaccharider og heteropolysaccharider: (1) strukturel, (2) reserve eller (3) dannende geler.

Ud over komplekse kulhydrater er der enkle kulhydrater, der er monosaccharid-sukker (et enkelt sukkermolekyle).

Både homopolysaccharider, heteropolysaccharider, oligosaccharider og disaccharider kan hydrolyseres til deres indgående monosaccharider.

Funktioner

Da glukose er det vigtigste energimolekyle i celler, er homopolysacchariderne af dette sukker især vigtige ikke kun for øjeblikkelige metaboliske funktioner, men også for reserve eller opbevaring af energi.

Hos dyr omdannes for eksempel reservehomopolysaccharider til fedt, som tillader, at meget større mængder energi opbevares pr. Masseenhed og er mere "flydende" i celler, hvilket har konsekvenser for kropsbevægelse.

I industrien udnyttes strukturelle homopolysaccharider såsom cellulose og chitin i vid udstrækning til en række forskellige formål.

Papir, bomuld og træ er de mest almindelige eksempler på industriel anvendelse til cellulose, og disse bør også omfatte produktion af ethanol og biobrændstoffer fra deres gæring og / eller hydrolyse.

Stivelse ekstraheres og oprenses fra en lang række planter og bruges til forskellige formål, både inden for det gastronomiske felt og til fremstilling af bionedbrydelig plast og andre forbindelser af økonomisk og kommerciel betydning.

eksempler

Stivelse

Stivelse er et opløseligt vegetabilsk reservehomopolysaccharid, der er sammensat af D-glucoseenheder i form af amylose (20%) og amylopectin (80%). Kartofler, ris, bønner, majs, ærter og forskellige knolde findes i mel.

Amylose er sammensat af lineære kæder af D-glucoser bundet sammen med glucosidiske bindinger af typen a-1,4. Amylopectin er sammensat af kæder af D-glucoser bundet med α-1,4-bindinger, men det har også grene, der er forbundet med α-1,6-bindinger hver 25 glukoserester, ca.

glykogen

Reservepolysaccharid fra dyr er et homopolysaccharid kendt som glycogen. Ligesom stivelse er glycogen sammensat af lineære kæder af D-glukoser bundet sammen af ​​α-1,4 bindinger, der er stærkt forgrenet takket være tilstedeværelsen af ​​α-1,6 bindinger.

Sammenlignet med stivelse har glycogen grene for hver ti (10) glukoserester. Denne forgreningsgrad har vigtige fysiologiske virkninger hos dyr.

Cellulose

Cellulose er et uopløseligt strukturelt homopolysaccharid, der udgør en grundlæggende del af cellevæggene i planteorganismer. Dens struktur består af lineære kæder af D-glukoserester bundet sammen med ß-1,4 glucosidiske bindinger i stedet for α-1,4 bindinger.

Takket være tilstedeværelsen af ​​ß-bindinger i deres struktur er cellulosekæder i stand til at danne yderligere hydrogenbindinger med hinanden, hvilket skaber en stiv struktur, der er i stand til at modstå tryk.

chitin

I lighed med cellulose er chitin et uopløseligt strukturelt homopolysaccharid sammensat af gentagne enheder af N-acetyl-glucosamin bundet sammen af ​​glucosidiske bindinger af typen ß-1,4.

Som med cellulose tilvejebringer denne type binding chitin med vigtige strukturelle egenskaber, der gør det til en ideel komponent i eksoskelettet af leddyr og krebsdyr. Det er også til stede i cellevæggene i mange svampe.

Dextran

Dextran er et reservehomopolysaccharid, der findes i gær og bakterier. Som alle de foregående er denne også sammensat af D-glukoser, men overvejende forbundet med α-1,6 bindinger.

Et almindeligt eksempel på denne type polysaccharid er et, der er til stede ekstracellulært i tandplakkbakterier.

Referencer

1. Aspinal, G. (1983). Klassificering af polysaccharider. I polysacchariderne (bind 2, s. 1–9). Academic Press, Inc.
2. Clayden, J., Greeves, N., Warren, S., & Wothers, P. (2001). Organisk kemi (1. udg.). New York: Oxford University Press.
3. Delgado, LL, & Masuelli, M. (2019). Polysaccharider: begreber og klassificering. Evolution in Polymer Technology Journal, 2 (2), 2–7.
4. Garrett, R., & Grisham, C. (2010). Biokemi (4. udg.). Boston, USA: Brooks / Cole. CENGAGE Læring.
5. Huber, KC, & BeMiller, JN (2018). Kulhydrater. I organisk kemi (s. 888-928). Elsevier Inc.
6. Yurkanis Bruice, P. (2003). Organisk kemi. Pearson.