Bedste svar
Polysaccharider
er polymere kulhydratmolekyler sammensat af lange kæder af monosaccharidenheder bundet sammen af glykosidiske bindinger, og ved hydrolyse giver de sammensatte monosaccharider eller oligosaccharider. De spænder i struktur fra lineær til stærkt forgrenet. Eksempler indbefatter opbevaringspolysaccharider, såsom stivelse og glykogen, og strukturelle polysaccharider, såsom cellulose og chitin.
Polysaccharider er ofte ret heterogene og indeholder små ændringer af den gentagne enhed. Afhængigt af strukturen kan disse makromolekyler have forskellige egenskaber fra deres monosaccharid-byggesten. De kan være amorfe eller endda uopløselige i vand. [1] Når alle monosacchariderne i et polysaccharid er af samme type, kaldes polysaccharidet et homopolysaccharid eller homoglycan, men når mere end en type monosaccharid er til stede, kaldes de heteropolysaccharider eller heteroglycaner.
Naturlige saccharider er generelt af enkle kulhydrater kaldet monosaccharider med generel formel (CH2O) n hvor n er tre eller flere. Eksempler på monosaccharider er glucose, fructose og glyceraldehyd. Polysaccharider har i mellemtiden en generel formel af Cx (H2O) y, hvor x sædvanligvis er et stort antal mellem 200 og 2500. Når de gentagne enheder i polymerrygraden er monokakker med seks carbonatomer som det ofte er tilfældet, forenkler den generelle formel til (C6H10O5) n, hvor typisk 40≤n≤3000 er.
Som tommelfingerregel indeholder polysaccharider mere end ti monosaccharidenheder, hvorimod oligosaccharider indeholder tre til ti monosaccharidenheder; men den præcise afskæring varierer noget efter konventionen. Polysaccharider er en vigtig klasse af biologiske polymerer. Deres funktion i levende organismer er normalt enten struktur- eller opbevaringsrelateret. Stivelse (en polymer af glukose) bruges som opbevaringspolysaccharid i planter, der findes i form af både amylose og det forgrenede amylopectin. Hos dyr er den strukturelt lignende glukosepolymer det mere tætforgrenede glykogen, undertiden kaldet “animalsk stivelse”. Glykogens egenskaber gør det muligt at metabolisere den hurtigere, hvilket passer til de aktive liv for dyr i bevægelse.
Cellulose og kitin er eksempler på strukturelle polysaccharider. Cellulose bruges i cellevægge af planter og andre organismer, og siges at være det mest almindelige organiske molekyle på Jorden. [5] Det har mange anvendelser, såsom en væsentlig rolle i papir- og tekstilindustrien, og bruges som råmateriale til produktion af rayon (via viskoseprocessen), celluloseacetat, celluloid og nitrocellulose. Chitin har en lignende struktur, men har kvælstofholdige sidegrener, hvilket øger dets styrke. Det findes i leddyrs eksoskeletoner og i cellevægge af nogle svampe. Det har også flere anvendelser, herunder kirurgiske tråde Polysaccharider inkluderer også callose eller laminarin, chrysolaminarin, xylan, arabinoxylan, mannan, fucoidan og galactomannan.
Funktion
Struktur
Nutritio n polysaccharider er almindelige energikilder. Mange organismer kan let nedbryde stivelse til glucose; de fleste organismer kan imidlertid ikke metabolisere cellulose eller andre polysaccharider som chitin og arabinoxylaner. Disse kulhydrattyper kan metaboliseres af nogle bakterier og protister. Drøvtyggere og termitter bruger for eksempel mikroorganismer til at behandle cellulose.
Selvom disse komplekse polysaccharider ikke er meget fordøjelige, giver de vigtige diætelementer til mennesker. Disse kulhydrater kaldes kostfibre og forbedrer fordøjelsen blandt andre fordele. Kostfibers vigtigste handling er at ændre karakteren af indholdet i mave-tarmkanalen og at ændre, hvordan andre næringsstoffer og kemikalier absorberes. Opløselige fibre binder til galdesyrer i tyndtarmen, hvilket gør dem mindre tilbøjelige til at komme ind i kroppen; dette sænker igen kolesterolniveauer i blodet. Opløselig fiber dæmper også absorptionen af sukker, reducerer sukkerresponset efter at have spist, normaliserer lipidniveauerne i blodet og producerer, når det først er gæret i tyktarmen, kortkædede fedtsyrer som biprodukter med omfattende fysiologiske aktiviteter (diskussion nedenfor). Selvom uopløselig fiber er forbundet med reduceret diabetesrisiko, er den mekanisme, hvormed dette sker, ukendt.
Endnu ikke formelt foreslået som et essentielt makronæringsstof (fra 2005), betragtes kostfibre alligevel som vigtige for kosten , med tilsynsmyndigheder i mange udviklede lande, der anbefaler øget fiberindtag.
Polysaccharider til opbevaring
Stivelse
Stivelse er en glukosepolymer, hvor glucopyranosenheder er bundet af alfa-bindinger. Den består af en blanding af amylose (15-20\%) og amylopectin (80-85\%).Amylose består af en lineær kæde på flere hundrede glukosemolekyler, og amylopectin er et forgrenet molekyle lavet af flere tusinde glukosenheder (hver kæde på 24-30 glukosenheder er en enhed amylopectin). Stivelse er uopløselig i vand. De kan fordøjes ved at bryde alfabindingerne (glykosidbindinger). Både mennesker og dyr har amylaser, så de kan fordøje stivelse. Kartoffel, ris, hvede og majs er vigtige kilder til stivelse i den menneskelige diæt. Formationer af stivelse er måder, hvorpå planter opbevarer glukose.
Glykogen
Glykogen tjener som sekundær lang- term energilagring i dyre- og svampeceller, hvor de primære energilagre holdes i fedtvæv. Glykogen fremstilles primært af leveren og musklerne, men kan også fremstilles ved glykogenese i hjernen og maven.
Glykogen er analogt med stivelse, en glukosepolymer i planter, og kaldes undertiden dyr stivelse, [13] med en struktur, der ligner amylopectin, men mere forgrenet og kompakt end stivelse. Glykogen er en polymer af α (1 → 4) glycosidbindinger bundet, med α (1 → 6) -bundne grene. Glykogen findes i form af granulater i cytosol / cytoplasma i mange celletyper og spiller en vigtig rolle i glukosecyklussen. Glykogen danner en energireserve, der hurtigt kan mobiliseres for at imødekomme et pludseligt behov for glukose, men en, der er mindre kompakt og mere øjeblikkelig tilgængelig som en energireserve end triglycerider (lipider).
I lever hepatocytter, glykogen kan komponere op til otte procent (100–120 g hos en voksen) af den friske vægt hurtigt efter et måltid. Kun glykogen lagret i leveren kan gøres tilgængeligt for andre organer. I musklerne findes glykogen i en lav koncentration på en til to procent af muskelmassen. Mængden af glykogen, der er lagret i kroppen – især inden for muskler, lever og røde blodlegemer – varierer med fysisk aktivitet, basal metabolisk hastighed og spisevaner som intermitterende faste. Små mængder glykogen findes i nyrerne og endnu mindre mængder i visse gliaceller i hjernen og hvide blodlegemer. Livmoderen opbevarer også glykogen under graviditet for at fodre fosteret.
Glykogen er sammensat af en forgrenet kæde af glukoserester. Det opbevares i lever og muskler.
Det er en energireserve for dyr.
Det er den primære form for kulhydrat, der er gemt i dyrekroppen.
Det er uopløselig i vand. Den bliver brunrød, når den blandes med jod.
Den giver også glukose ved hydrolyse.
Strukturelle polysaccharider
Arabinoxylans
Arabinoxylans findes i både den primære og sekundære cellevæg af planter og er copolymererne af to sukkerarter : arabinose og xylose. De kan også have gavnlige virkninger på menneskers sundhed.
Cellulose
De strukturelle komponenter i planter dannes primært fra cellulose. Træ er stort set cellulose og lignin, mens papir og bomuld er næsten ren cellulose. Cellulose er en polymer fremstillet med gentagne glucoseenheder bundet sammen af beta-bindinger. Mennesker og mange dyr mangler et enzym til at bryde beta-bindingerne, så de fordøjer ikke cellulose. Visse dyr såsom termitter kan fordøje cellulose, fordi bakterier, der besidder enzymet, er til stede i deres tarme. Cellulose er uopløselig i vand. Det skifter ikke farve, når det blandes med jod. Ved hydrolyse giver det glukose. Det er det mest rigelige kulhydrat i naturen.
Chitin
Chitin er en af mange naturligt forekommende polymerer. Det udgør en strukturel komponent i mange dyr, såsom eksoskeletter. Over tid er det biologisk nedbrydeligt i det naturlige miljø. Dens nedbrydning kan katalyseres af enzymer kaldet chitinaser, udskilt af mikroorganismer såsom bakterier og svampe og produceres af nogle planter. Nogle af disse mikroorganismer har receptorer til enkle sukkerarter fra nedbrydning af kitin. Hvis chitin detekteres, producerer de derefter enzymer til at fordøje det ved at spalte de glykosidiske bindinger for at omdanne det til simpelt sukker og ammoniak.
Kemisk er chitin tæt beslægtet med chitosan (et mere vandopløseligt derivat af kitin). Det er også tæt beslægtet med cellulose, da det er en lang uforgrenet kæde af glucosederivater. Begge materialer bidrager med struktur og styrke og beskytter organismen.
Pektiner
Pektiner er en familie af komplekse polysaccharider, der indeholder 1,4-bundne α-D-galactosyluronsyrerester. De er til stede i de fleste primære cellevægge og i de ikke-træagtige dele af jordbaserede planter.
Sure polysaccharider
Syre polysaccharider er polysaccharider, der indeholder carboxylgrupper, phosphatgrupper og / eller svovlestergrupper.
Bakterielle kapselpolysaccharider
Patogene bakterier producerer almindeligvis et tykt, slimlignende lag af polysaccharid. Denne “kapsel” tilslører antigene proteiner på bakterieoverfladen, der ellers ville fremkalde et immunrespons og derved føre til ødelæggelse af bakterierne. Kapselpolysaccharider er vandopløselige, almindeligvis sure og har molekylvægte i størrelsesordenen 100-2000 kDa. De er lineære og består af regelmæssigt gentagne underenheder på en til seks monosaccharider. Der er enorm strukturel mangfoldighed; næsten to hundrede forskellige polysaccharider produceres af E. coli alene. Blandinger af kapselpolysaccharider, enten konjugerede eller native, anvendes som vacciner.
Bakterier og mange andre mikrober, herunder svampe og alger, udskiller ofte polysaccharider for at hjælpe dem med at klæbe til overflader og for at forhindre dem i at tørre ud. Mennesker har udviklet nogle af disse polysaccharider til nyttige produkter, herunder xanthangummi, dextran, welangummi, gellangummi, diutangummi og pullulan.
De fleste af disse polysaccharider udviser nyttige viskoelastiske egenskaber, når de opløses i vand ved meget lave niveauer. Dette gør forskellige væsker, der bruges i hverdagen, såsom nogle fødevarer, lotioner, rengøringsmidler og maling, tyktflydende, når de er stille, men meget mere fritflydende, når der påføres selv let forskydning ved omrøring eller omrystning, hældning, aftørring eller børstning. Denne egenskab hedder pseudoplasticitet eller udtynding af forskydning; undersøgelsen af sådanne forhold kaldes rheologi.
Vandige opløsninger af polysaccharidet alene har en nysgerrig opførsel, når de omrøres: efter omrøring ophører, fortsætter opløsningen oprindeligt med at hvirvle på grund af momentum og sænkes derefter til stilstand på grund af viskositet og vender retningen kort før stop. Denne rekyl skyldes den elastiske virkning af polysaccharidkæderne, der tidligere var strakt i opløsning, og vender tilbage til deres afslappede tilstand.
Celleoverfladepolysaccharider spiller forskellige roller i bakteriel økologi og fysiologi. De tjener som en barriere mellem cellevæggen og miljøet, medierer interaktioner mellem værter og patogener og danner strukturelle komponenter i biofilm. Disse polysaccharider syntetiseres fra nukleotidaktiverede forløbere (kaldet nukleotidsukker), og i de fleste tilfælde kodes alle enzymer, der er nødvendige for biosyntese, samling og transport af den færdige polymer, af gener organiseret i dedikerede klynger inden for organismenes genom. Lipopolysaccharid er et af de vigtigste celleoverfladepolysaccharider, da det spiller en nøglestrukturel rolle i ydre membranintegritet såvel som at være en vigtig formidler af vært-patogen-interaktioner.
Enzymerne, der danner A -bånd (homopolymer) og B-bånd (heteropolymer) O-antigener er blevet identificeret og de metaboliske veje defineret. Exopolysaccharidalginatet er en lineær copolymer af β-1,4-bundet D-mannuronsyre og L-guluronsyrerester og er ansvarlig for slimfænotypen af cystisk fibrose sygdom i det sene stadium. Pel- og psl-loci er to nyligt opdagede genklynger, der også koder for exopolysaccharider, der er fundet vigtige for dannelse af biofilm. Rhamnolipid er et biosurfaktant, hvis produktion er tæt reguleret på transkriptionsniveau, men den nøjagtige rolle, som det spiller i sygdommen, forstås for tiden ikke godt. Proteinglykosylering, især af pilin og flagellin, blev et fokus for forskning fra flere grupper fra omkring 2007 og har vist sig at være vigtig for adhæsion og invasion under bakteriel infektion.
Kemiske identifikationstests for polysaccharider
Periodisk syre-Schiff-plet
Dette dette afsnit nævner ingen kilder. Hjælp med at forbedre dette afsnit ved at tilføje citater til pålidelige kilder. Usourcede materialer kan blive udfordret og fjernet. (Marts 2013) (Lær hvordan og hvornår man skal fjerne denne skabelonbesked)
Polysaccharider med ubeskyttede vicinale dioler eller aminosukker (dvs. nogle OH-grupper erstattet med amin) giver en positiv periodisk syre-Schiff-plet (PAS) . Listen over polysaccharider, der pletter med PAS, er lang. Selvom muciner af epiteloprindelse pletter med PAS, har muciner af bindevævsoprindelse så mange sure substitutioner, at de ikke har nok glykol- eller aminoalkoholgrupper tilbage til at reagere med PAS.
Se også
- Glycan
- Oligosaccharidnomenklatur
- Polysaccharid indkapslede bakterier
Referencer
Varki A, Cummings R, Esko J, Freeze H, Stanley P, Bertozzi C, Hart G, Etzler M (1999). Essentials of glycobiology. Cold Spring Har J. Cold Spring Harbour Laboratory Press. ISBN 0-87969-560-9.
IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2. udgave. (“Guldbogen”) (1997). Online korrigeret version: (2006–) “homopolysaccharid (homoglycan)”.
IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2. udgave. (“Guldbogen”) (1997). Online korrigeret version: (2006–) “heteropolysaccharid (heteroglycan)”.
Matthews, C. E .; K. E. Van Holde; K. G. Ahern (1999) Biokemi. 3. udgave. Benjamin Cummings. ISBN 0-8053-3066-6
NA Campbell (1996) Biology (4. udgave). Benjamin Cummings NY. s.23 ISBN 0-8053-1957-3
“Diætreferenceindtag for energi, kulhydrat, fiber, fedt, fedtsyrer, kolesterol, protein og aminosyrer (makronæringsstoffer) (2005), kapitel 7 : Kost, funktionel og total fiber “(PDF). US Department of Agriculture, National Agricultural Library og National Academy of Sciences, Institute of Medicine, Food and Nutrition Board. Arkiveret fra originalen (PDF) den 2011-10-27.
Eastwood M, Kritchevsky D (2005). “Kostfibre: hvordan kom vi, hvor vi er?”. Annu Rev Nutr. 25: 1–8. doi: 10.1146 / annurev.nutr.25.121304.131658. PMID 16011456.
Anderson JW, Baird P, Davis RH, et al. (2009). “Sundhedsmæssige fordele ved kostfibre” (PDF). Nutr Rev. 67 (4): 188–205. doi: 10.1111 / j.1753-4887.2009.00189.x. PMID 19335713.
Weickert MO, Pfeiffer AF (2008). “Metaboliske virkninger af kostfibre og ethvert andet stof, der spiser og forebygger diabetes”. J Nutr. 138 (3): 439-42. doi: 10.1093 / jn / 138.3.439. PMID 18287346.
“Videnskabelig udtalelse om diætreferenceværdier for kulhydrater og kostfibre”. EFSA Journal. 8 (3): 1462. 25. marts 2010. doi: 10.2903 / j.efsa.2010.1462.
Jones PJ, Varady KA (2008). “Definerer funktionelle fødevarer omdefinerede ernæringskrav?”. Appl Physiol Nutr Metab. 33 (1): 118-23. doi: 10.1139 / H07-134. PMID 18347661. Arkiveret fra originalen (PDF) den 2011-10-13.
Anatomi og fysiologi. Saladin, Kenneth S. McGraw-Hill, 2007.
“Animal stivelse”. Merriam Webster. Hentet 11. maj 2014.
Campbell, Neil A .; Brad Williamson; Robin J. Heyden (2006). Biologi: Udforske livet. Boston, Massachusetts: Pearson Prentice Hall. ISBN 0-13-250882-6.
Moses SW, Bashan N, Gutman A (december 1972). “Glykogenmetabolisme i de normale røde blodlegemer”. Blod. 40 (6): 836–43. PMID 5083874.
INGERMANN, ROLFF L .; VIRGIN, GARTH L. (20. januar 1987). “Glykogenindhold og frigivelse af glukose fra røde blodlegemer fra Sipunculan Worm Themiste Dyscrita” (PDF). Journal of Experimental Biology. Journal of Experimental Biology. Hentet 21. juli 2017.
Miwa I, Suzuki S (november 2002). “En forbedret kvantitativ analyse af glykogen i erythrocytter”. Annaler fra klinisk biokemi. 39 (Pt 6): 612–3. doi: 10.1258 / 000456302760413432. PMID 12564847.
Side 12 i: Træningsfysiologi: energi, ernæring og menneskelig ydeevne, Af William D. McArdle, Frank I. Katch, Victor L. Katch, udgave: 6, illustreret, Udgivet af Lippincott Williams & Wilkins, 2006, ISBN 0-7817-4990-5, ISBN 978-0-7817-4990-9, 1068 sider
Mendis, M; Simsek, S (15. december 2014). “Arabinoxylans og menneskers sundhed”. Fødevarer hydrokolloider. 42: 239-243. doi: 10.1016 / j.foodhyd.2013.07.022.
Viskositet af Welan Gum vs. koncentration i vand. “Arkiveret kopi”. Arkiveret fra originalen den 2011-07-18. Hentet 02-10-2009.
Guo H, Yi W, Song JK, Wang PG (2008). “Nuværende forståelse om biosyntese af mikrobielle polysaccharider”. Curr Top Med Chem. 8 (2): 141–51. doi: 10.2174 / 156802608783378873. PMID 18289083.
Cornelis P (redaktør) (2008). Pseudomonas: Genomics and Molecular Biology (1. udgave). Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-19-6.
Eksterne links
- Polysaccharidstruktur
- Anvendelser og kommercielle kilder til polysaccharider
- European Polysaccharide Network of Excellence