Legjobb válasz
Poliszacharidok
polimer szénhidrátmolekulák, amelyek monoszacharid egységek hosszú láncaiból állnak, glikozidos kötésekkel összekötve, és hidrolízisükkor az alkotó monoszacharidokat vagy oligoszacharidokat eredményezik. Szerkezetük lineáris és erősen elágazó. Ilyenek például a tároló poliszacharidok, például keményítő és glikogén, valamint a szerkezeti poliszacharidok, például a cellulóz és a kitin. A poliszacharidok gyakran meglehetősen heterogének, és az ismétlődő egység enyhe módosulásait tartalmazzák. A szerkezettől függően ezek a makromolekulák a monoszacharid építőköveiktől eltérő tulajdonságokkal bírhatnak. Lehetnek amorfak vagy akár vízben sem oldhatók. [1] Ha egy poliszacharid összes monoszacharidja azonos típusú, a poliszacharidot homopoliszacharidnak vagy homoglikánnak nevezzük, de ha többféle monoszacharid van jelen, akkor heteropoliszacharidoknak vagy heteroglikánoknak nevezzük őket.
A természetes szacharidok általában egyszerű szénhidrátok, úgynevezett monoszacharidok (CH2O) n általános képlettel, ahol n három vagy több. A monoszacharidokra példák a glükóz, a fruktóz és a glicerinaldehid. A poliszacharidok eközben általános képletű Cx (H2O) y-val, ahol x általában nagy szám 200 és 2500 között van. Ha a polimer gerincében ismétlődő egységek hat szénatomos monoszacharidok , mint gyakran, az általános képlet (C6H10O5) n-re egyszerűsödik, ahol általában 40≤n≤3000.
Alapszabályként a poliszacharidok tíznél több monoszacharidegységet tartalmaznak, míg az oligoszacharidok három tíz monoszacharid egységre; de a pontos határérték némileg változik az egyezmény szerint. A poliszacharidok a biológiai polimerek fontos osztálya. Az élő organizmusokban betöltött funkciójuk általában szerkezethez vagy tároláshoz kapcsolódik. A keményítőt (a glükóz polimere) tároló poliszacharidként használják a növényekben, amilóz és elágazó láncú amilopektin formájában egyaránt megtalálható. Az állatokban a szerkezetileg hasonló glükózpolimer a sűrűbben elágazó glikogén, amelyet néha “állati keményítőnek” is neveznek. A glikogén tulajdonságai lehetővé teszik a gyorsabb metabolizálódást, ami megfelel a mozgó állatok aktív életének.
A cellulóz és a kitin példák a szerkezeti poliszacharidokra. A cellulózt a növények és más élőlények sejtfalaiban használják, és állítólag ez a legelterjedtebb szerves molekula a Földön. [5] Számos felhasználási területe van, például jelentős szerepe van a papír- és textiliparban, és alapanyagként használják a műselyem előállításához (viszkózos eljárás révén), cellulóz-acetát, celluloid és nitrocellulóz. A kitin hasonló szerkezetű, de nitrogéntartalmú oldalágakkal rendelkezik, növelve annak erejét. Megtalálható ízeltlábúak exoskeletonjában és egyes gombák sejtfalaiban. Többszörös felhasználása van, beleértve a sebészeti fonalakat is . A poliszacharidok közé tartozik a kallóz vagy a laminarin, a krizolaminarin, a xilán, az arabinoxilán, a mannan, a fukoidán és a galaktomannán is.
Funkció
Szerkezet
Nutritio n poliszacharidok általános energiaforrások. Sok organizmus könnyen lebonthatja a keményítőket glükózzá; azonban a legtöbb organizmus nem képes metabolizálni a cellulózt vagy más poliszacharidokat, mint a kitint és az arabinoxilánokat. Ezeket a szénhidráttípusokat egyes baktériumok és protiszták metabolizálhatják. A kérődzők és a termeszek például mikroorganizmusokat használnak a cellulóz feldolgozásához.
Annak ellenére, hogy ezek a komplex poliszacharidok nem nagyon emészthetők, fontos étrendi elemeket kínálnak az emberek számára. Élelmi rostoknak nevezett szénhidrátok az emésztést fokozzák más előnyök mellett. Az étkezési rostok fő célja a gyomor-bél traktus tartalmának jellegének megváltoztatása, valamint az egyéb tápanyagok és vegyi anyagok felszívódásának megváltoztatása. Az oldható rostok a vékonybélben lévő epesavakhoz kötődnek, így kevésbé valószínű, hogy bejutnak a szervezetbe; ez viszont csökkenti a vér koleszterinszintjét. Az oldható rost gyengíti a cukor felszívódását, csökkenti a cukorreakciót étkezés után, normalizálja a vér lipidszintjét, és miután a vastagbélben fermentálódott, rövid láncú zsírsavakat állít elő melléktermékként, széles körű fiziológiai aktivitással (vita alább). Bár az oldhatatlan rostok csökkent cukorbetegségi kockázattal járnak, ennek mechanizmusa ismeretlen.
Formálisan még nem javasolták alapvető makrotápanyagként (2005-től), az étkezési rostokat mégis fontosnak tartják az étrend szempontjából. , számos fejlett országban a szabályozó hatóságok a rostbevitel növelését javasolják.
Poliszacharidok tárolása
Keményítő
A keményítő egy glükózpolimer, amelyben a glükopiranóz egységeket alfa-kötések kötik össze. Amilóz (15–20\%) és amilopektin (80–85\%) keverékéből áll.Az amilóz egy több száz glükózmolekulából álló lineáris láncból áll, az amilopektin pedig elágazó láncú molekula, amely több ezer glükózegységből áll (minden 24–30 glükózegységet tartalmazó lánc egy egység amilopektin). A keményítők vízben nem oldódnak. Az alfa-kötések (glikozidos kötések) megszakításával emészthetők. Az emberek és az állatok egyaránt rendelkeznek amilázokkal, így emészthetik a keményítőket. A burgonya, a rizs, a búza és a kukorica a keményítő fő forrása az emberi étrendben. A keményítők képződése a növények glükóz tárolásának módja.
Glikogén
A glikogén másodlagos hosszú időtartamú energiatárolás állati és gombás sejtekben, az elsődleges energiatárolókat a zsírszövetben tartják. A glikogént elsősorban a máj és az izmok készítik, de az agy és a gyomor glikogenezise révén is előállítható.
A glikogén analóg a keményítővel, a növények glükózpolimerjével, és néha állati eredetűnek nevezik keményítő, [13] amilopektinhez hasonló szerkezetű, de szélesebb körben elágazó és tömör, mint a keményítő. A glikogén az α (1 → 4) glikozidos kötések polimerje, amelyek összekapcsolódnak α (1 → 6) -hoz kapcsolódó elágazásokkal. A glikogén granulátum formájában található meg a citoszolban / citoplazmában számos sejttípusban, és fontos szerepet játszik a glükózciklusban. A glikogén olyan energiatartalékot képez, amely gyorsan mobilizálható a hirtelen glükózigény kielégítésére, de amely kevésbé kompakt és energiatartalékként azonnal elérhetőbb, mint a trigliceridek (lipidek).
A máj hepatocitáiban A glikogén a friss súly legfeljebb nyolc százalékát (felnőtteknél 100–120 g) képes elkészíteni nem sokkal étkezés után. Csak a májban tárolt glikogén tehető hozzáférhetővé más szervek számára. Az izmokban a glikogén alacsony koncentrációban, az izomtömeg egy-két százalékában található meg. A testben tárolt glikogén mennyisége – különösen az izmokban, a májban és a vörösvértestekben – a fizikai aktivitástól, az alapanyagcsere sebességétől és az olyan étkezési szokásoktól függ, mint az időszakos éhezés. Kis mennyiségű glikogén található a vesékben, és még kisebb mennyiség bizonyos agyi gliasejtekben és a fehérvérsejtekben. A méh terhesség alatt is tárolja a glikogént, hogy táplálja az embriót.
A glikogén elágazó láncú glükózmaradványokból áll. A májban és az izmokban tárolódik.
Ez egy energiatartalék az állatok számára.
Ez az állat testében tárolt szénhidrát fő formája.
Ez vízben nem oldódik. Jóddal keverve barna-vörös színűvé válik.
A hidrolízis során glükózt is termel.
Strukturális poliszacharidok
Arabinoxilánok
Az arabinoxilánok a növények elsődleges és másodlagos sejtfalaiban egyaránt megtalálhatók, és két cukor kopolimerei : arabinóz és xilóz. Ezek jótékony hatással lehetnek az emberi egészségre is.
Cellulóz
A növények szerkezeti komponensei elsősorban cellulóz. A fa nagyrészt cellulóz és lignin, míg a papír és a pamut szinte tiszta cellulóz. A cellulóz egy olyan polimer, amelyet ismételt glükózegységekkel állítanak elő, béta-kapcsolatokkal összekötve. Az embereknek és sok állatnak nincs enzimje a béta-kötések lebontására, ezért nem emésztik meg a cellulózot. Bizonyos állatok, például a termeszek, meg tudják emészteni a cellulózt, mivel a bélükben jelen vannak az enzimet tartalmazó baktériumok. A cellulóz vízben nem oldódik. Jóddal keverve nem változtatja meg a színét. Hidrolízissel glükózt kap. Ez a természetben a leggyakoribb szénhidrát.
Kitin
A kitin a sok természetben előforduló polimer egyike. Számos állat, például az exoskeleton csontvázának szerkezeti elemét képezi. Idővel biológiailag lebomlik a természetes környezetben. Bomlását a kitinázoknak nevezett enzimek katalizálhatják, amelyeket mikroorganizmusok, például baktériumok és gombák szekretálnak, és amelyeket egyes növények termelnek. Ezen mikroorganizmusok némelyike rendelkezik receptorokkal az egyszerű cukrokhoz a kitin bomlásából. Ha kitint észlelnek, akkor enzimeket állítanak elő a megemésztéshez a glikozidos kötések lehasításával annak érdekében, hogy egyszerű cukrokká és ammóniává alakuljanak.
Kémiailag a kitin szorosan kapcsolódik a kitozánhoz (egy vízoldékonyabb származék). kitin). Szoros kapcsolatban áll a cellulózzal abban is, hogy a glükózszármazékok hosszú, el nem ágazó láncáról van szó. Mindkét anyag hozzájárul a szerkezethez és az erõhöz, és megvédi a szervezetet.
Pektinek
A pektinek összetett poliszacharidok családja, amelyek tartalmaznak 1,4-kapcsolt a-D-galaktozil-uronsavmaradékokat. Jelen vannak a legtöbb elsődleges sejtfalban és a szárazföldi növények nem fás részeiben.
Savas poliszacharidok
A savas poliszacharidok olyan poliszacharidok, amelyek karboxil-, foszfát- és / vagy kén-észter-csoportokat tartalmaznak.
Baktérium kapszulás poliszacharidok
A kórokozó baktériumok általában vastag, nyálkaszerű poliszacharidréteget termelnek. Ez a “kapszula” elfedi az antigén fehérjéket a baktérium felületén, amelyek egyébként immunválaszt váltanak ki, és ezáltal a baktériumok elpusztulásához vezetnek. A kapszuláris poliszacharidok vízoldhatóak, általában savasak, molekulatömegük 100–2000 kDa nagyságrendű. Lineárisak, és rendszeresen ismétlődő 1–6 monoszacharid alegységéből állnak. Óriási a strukturális sokféleség; csak kétszáz különböző poliszacharidot állít elő egyedül az E. coli. Kapszuláris poliszacharidok keverékeit – akár konjugált, akár natív – vakcinaként alkalmazzák.
A baktériumok és sok más mikroba, beleértve a gombákat és az algákat is, gyakran poliszacharidokat választanak ki, hogy segítsék őket a felületeken tapadni és kiszáradni. Az emberek e poliszacharidok egy részét hasznos termékekké fejlesztették, beleértve a xantángumit, dextránt, welángumit, gellángumit, diutángumit és pullulánt.
Ezen poliszacharidok többsége hasznos viszkoelasztikus tulajdonságokkal rendelkezik, amikor vízben oldják. nagyon alacsony szintek. Ez a mindennapi életben használt különféle folyadékokat, például egyes ételeket, testápolókat, tisztítószereket és festékeket viszkózus állapotba hoz, de sokkal szabadabban folyik, ha keverés vagy rázás, öntés, törlés vagy ecsetelés hatására még enyhe nyírást is alkalmaznak. Ezt a tulajdonságot álplaszticitásnak vagy nyíróhígításnak nevezik; az ilyen kérdések tanulmányozását reológiának hívják.
Csak a poliszacharid vizes oldatainak furcsa viselkedése van keverés közben: miután a keverés megszűnik, az oldat a lendület hatására kezdetben tovább kavarog, majd a viszkozitás és az irányt röviden megfordítja, mielőtt megáll. Ez a visszarúgás a korábban oldatban kifeszített, ellazult állapotba visszatérő poliszacharidláncok rugalmas hatásának köszönhető.
A sejtfelszíni poliszacharidok sokféle szerepet játszanak a baktériumökológiában és a fiziológiában. Gátként szolgálnak a sejtfal és a környezet között, közvetítik a gazda-patogén kölcsönhatásokat, és a biofilmek szerkezeti komponenseit alkotják. Ezeket a poliszacharidokat nukleotid-aktivált prekurzorokból (úgynevezett nukleotid-cukrokból) szintetizálják, és a legtöbb esetben az elkészült polimer bioszintéziséhez, összeszereléséhez és transzportjához szükséges összes enzimet a szervezet genomjában dedikált klaszterekbe szervezett gének kódolják. A lipopoliszacharid az egyik legfontosabb sejtfelszíni poliszacharid, mivel kulcsszerkezeti szerepet játszik a külső membrán integritásában, valamint fontos közvetítője a gazda-patogén kölcsönhatásoknak.
Az enzimek, amelyek az A -sávos (homopolimer) és B-sávos (heteropolimer) O-antigéneket azonosítottak, és meghatározták a metabolikus utakat. Az exopoliszacharid-alginát a β-1,4-kapcsolt D-mannuronsav- és L-guluronsavmaradékok lineáris kopolimerje, és felelős a késői stádiumú cisztás fibrózis betegség mucoid fenotípusáért. A pel és a psl lókusz két nemrégiben felfedezett géncsoport, amelyek a biofilm képződéséhez fontosnak talált exopoliszacharidokat is kódolják. A ramnolipid egy bioszaktív anyag, amelynek termelését transzkripciós szinten szigorúan szabályozzák, de a betegségben betöltött pontos szerepét jelenleg nem nagyon értjük. A fehérjeglikoziláció, különös tekintettel a pilinre és a flagellinre, 2007-től kezdve több csoport kutatási témájává vált, és bebizonyosodott, hogy fontos a bakteriális fertőzés alatti tapadás és invázió szempontjából.
Poliszacharidok kémiai azonosítási tesztjei
Periodikus sav-Schiff festés
Ez szakasz nem idéz semmilyen forrást. Kérjük, segítsen ennek a szakasznak a javításában, idézetek hozzáadásával megbízható forrásokhoz. A be nem szállított anyagokat megtámadhatják és eltávolíthatják. (2013. március) (Tudja meg, hogyan és mikor távolítsa el ezt a sablonüzenetet)
A nem védett vicinális diolokkal vagy amino-cukrokkal rendelkező poliszacharidok (azaz egyes OH-csoportok aminokkal helyettesítve) pozitív periodikus sav-Schiff festést (PAS) . A PAS-sel festő poliszacharidok listája hosszú. Habár eredetű mucinok PAS-mal festenek, a kötőszöveti eredetű mucinok annyi savas szubsztitúcióval rendelkeznek, hogy nincs elegendő glikol- vagy amino-alkohol-csoportjuk ahhoz, hogy reagáljanak a PAS-szal.
Lásd még:
- Glikán
- Oligoszacharid-nómenklatúra
- Poliszacharidba burkolt baktériumok
Hivatkozások
Varki A, Cummings R, Esko J, Freeze H, Stanley P, Bertozzi C, Hart G, Etzler M (1999). A glikobiológia alapjai. Cold Spring Har J. Cold Spring Harbour Laboratory Press. ISBN 0-87969-560-9.
IUPAC, Kémiai Terminológia Összeállítása, 2. kiadás (az “Aranykönyv”) (1997). Online javított változat: (2006–) “homopoliszacharid (homoglikán)”.
IUPAC, Kémiai Terminológia Összeállítása, 2. kiadás (az “Aranykönyv”) (1997). Online javított változat: (2006–) “heteropoliszacharid (heteroglikán)”.
Matthews, C. E .; K. E. Van Holde; K. G. Ahern (1999) Biokémia. 3. kiadás. Benjamin Cummings. ISBN 0-8053-3066-6
N.A. Campbell (1996) Biológia (4. kiadás). Benjamin Cummings, NY. 23. o. ISBN 0-8053-1957-3
“Táplálkozási referencia-bevitel energia, szénhidrát, rost, zsír, zsírsavak, koleszterin, fehérje és aminosavak (makroelemek) (2005) 7. fejezet : Diétás, funkcionális és összes rost “(PDF). Amerikai Mezőgazdasági Minisztérium, Nemzeti Agrárkönyvtár és Nemzeti Tudományos Akadémia, Orvostudományi Intézet, Élelmezési és Táplálkozási Tanács. Archiválva az eredetiből (PDF) 2011-10-27.
Eastwood M, Kritchevsky D (2005). “Élelmi rost: hogyan jutottunk el oda, ahol vagyunk?”. Annu Rev Nutr. 25: 1–8. doi: 10.1146 / annurev.nutr.25.121304.131658. PMID 16011456.
Anderson JW, Baird P, Davis RH és mtsai. (2009). “Az élelmi rostok egészségügyi előnyei” (PDF). Nutr Rev. 67 (4): 188–205. doi: 10.1111 / j.1753-4887.2009.00189.x. PMID 19335713.
Weickert MO, Pfeiffer AF (2008). “Az élelmi rostok és minden egyéb, a cukorbetegséget fogyasztó anyag metabolikus hatása és a cukorbetegség megelőzése”. J Nutr. 138 (3): 439–42. doi: 10,1093 / jn / 138,3,439. PMID 18287346.
“Tudományos vélemény a szénhidrátok és az élelmi rostok étrendi referenciaértékeiről”. EFSA Journal. 8 (3): 1462. 2010. március 25. doi: 10.2903 / j.efsa.2010.1462.
Jones PJ, Varady KA (2008). “Újradefiniálják a funkcionális élelmiszerek a tápanyagigényt?” Appl Physiol Nutr Metab. 33. (1): 118–23. doi: 10.1139 / H07-134. PMID 18347661. Az eredetiből (PDF) 2011-10-13-án archiválva.
Anatómia és élettan. Saladin, Kenneth S. McGraw-Hill, 2007.
“Állati keményítő”. Merriam Webster. Letöltve: 2014. május 11.
Campbell, Neil A .; Brad Williamson; Robin J. Heyden (2006). Biológia: Az élet feltárása. Boston, Massachusetts: Pearson Prentice Hall. ISBN 0-13-250882-6.
Moses SW, Bashan N, Gutman A (1972. december). “Glikogén anyagcsere a normális vörösvértestekben”. Vér. 40 (6): 836–43. PMID 5083874.
INGERMANN, ROLFF L .; SZŰZ, GARTH L. (1987. január 20.). “Glikogén tartalom és a glükóz felszabadulása a vörös vérsejtekből a Sipunculan Worm Themiste Dyscrita-ban” (PDF). Journal of Experimental Biology. Journal of Experimental Biology. Letöltve: 2017. július 21.
Miwa I, Suzuki S (2002. november). “A glikogén továbbfejlesztett mennyiségi vizsgálata az eritrocitákban”. A klinikai biokémia évkönyvei. 39 (Pt 6): 612–3. doi: 10.1258 / 000456302760413432. PMID 12564847.
12. oldal: Gyakorolja a fiziológiát: energia, táplálkozás és emberi teljesítmény, írta William D. McArdle, Frank I. Katch, Victor L. Katch, 6. kiadás, illusztrált, Kiadó: Lippincott Williams & Wilkins, 2006, ISBN 0-7817-4990-5, ISBN 978-0-7817-4990-9, 1068 oldal
Mendis, M; Simsek, S (2014. december 15.). “Arabinoxilánok és az emberi egészség”. Élelmiszer-hidrokolloidok. 42: 239–243. doi: 10.1016 / j.foodhyd.2013.07.022.
A Welan gumi viszkozitása a vízben való koncentráció mellett. Msgstr “Archivált másolat”. Az eredetiből archiválva 2011-07-18. Letöltve: 2009-10-02.
Guo H, Yi W, Song JK, Wang PG (2008). “A mikrobiális poliszacharidok bioszintézisének jelenlegi megértése”. Curr Top Med Chem. 8 (2): 141–51. doi: 10.2174 / 156802608783378873. PMID 18289083.
Cornelis P (szerkesztő) (2008). Pseudomonas: Genomika és molekuláris biológia (1. kiadás). Caister Akadémiai Kiadó. ISBN 978-1-904455-19-6.
Külső linkek
- Poliszacharid-szerkezet li>
- A poliszacharidok alkalmazásai és kereskedelmi forrásai
- Az Európai Poliszacharid Kiválósági Hálózat