Beste svaret
Polysakkarider
er polymere karbohydratmolekyler sammensatt av lange kjeder av monosakkaridenheter bundet sammen av glykosidbindinger, og ved hydrolyse gir de bestanddelene monosakkarider eller oligosakkarider. De varierer i struktur fra lineær til sterkt forgrenet. Eksempler inkluderer lagringspolysakkarider som stivelse og glykogen, og strukturelle polysakkarider slik som cellulose og kitin.
Polysakkarider er ofte ganske heterogene, og inneholder små modifikasjoner av den gjentakende enheten. Avhengig av strukturen kan disse makromolekylene ha forskjellige egenskaper fra deres monosakkaridbyggesteiner. De kan være amorfe eller til og med uoppløselige i vann. [1] Når alle monosakkaridene i et polysakkarid er av samme type, kalles polysakkaridet et homopolysakkarid eller homoglykan, men når mer enn en type monosakkarid er tilstede kalles de heteropolysakkarider eller heteroglykaner.
Naturlige sakkarider er generelt av enkle karbohydrater kalt monosakkarider med generell formel (CH2O) n hvor n er tre eller flere. Eksempler på monosakkarider er glukose, fruktose og glyseraldehyd. Polysakkarider har i mellomtiden en generell formel for Cx (H2O) y hvor x vanligvis er et stort antall mellom 200 og 2500. Når de gjentakende enhetene i polymerryggraden er monokarsakkarider med seks karbon , som ofte er tilfellet, forenkler den generelle formelen til (C6H10O5) n, der typisk 40≤n≤3000.
Som en tommelfingerregel inneholder polysakkarider mer enn ti monosakkaridenheter, mens oligosakkarider inneholder tre til ti monosakkaridenheter; men den presise avskjæringen varierer noe i henhold til konvensjonen. Polysakkarider er en viktig klasse av biologiske polymerer. Deres funksjon i levende organismer er vanligvis enten struktur- eller lagringsrelatert. Stivelse (en polymer av glukose) brukes som lagringspolysakkarid i planter, og finnes i form av både amylose og forgrenet amylopektin. Hos dyr er den strukturelt like glukosepolymeren det tettere forgrenede glykogenet, noen ganger kalt «dyrestivelse». Glykogens egenskaper lar den metaboliseres raskere, noe som passer til de aktive livene til dyr som beveger seg.
Cellulose og kitin er eksempler på strukturelle polysakkarider. Cellulose brukes i celleveggene til planter og andre organismer, og sies å være det mest forekommende organiske molekylet på jorden. [5] Det har mange bruksområder, for eksempel en viktig rolle i papir- og tekstilindustrien, og brukes som råstoff for produksjon av rayon (via viskoseprosessen), celluloseacetat, celluloid og nitrocellulose. Kitin har en lignende struktur, men har nitrogenholdige sidegrener, noe som øker styrken. Det finnes i leddskader og i celleveggene til noen sopp. Det har også flere bruksområder, inkludert kirurgiske tråder Polysakkarider inkluderer også callose eller laminarin, chrysolaminarin, xylan, arabinoxylan, mannan, fucoidan og galactomannan.
Funksjon
Struktur
Nutritio n polysakkarider er vanlige energikilder. Mange organismer kan lett bryte ned stivelse til glukose; imidlertid kan de fleste organismer ikke metabolisere cellulose eller andre polysakkarider som kitin og arabinoxylaner. Disse karbohydrattypene kan metaboliseres av noen bakterier og protister. Drøvtyggere og termitter bruker for eksempel mikroorganismer til å behandle cellulose.
Selv om disse komplekse polysakkaridene ikke er veldig fordøyelige, gir de viktige diettelementer for mennesker. Kalt kostfiber, disse karbohydratene forbedrer fordøyelsen blant andre fordeler. Kostfiberens viktigste handling er å endre innholdet i mage-tarmkanalen, og å endre hvordan andre næringsstoffer og kjemikalier absorberes. Løselig fiber binder seg til gallsyrer i tynntarmen, noe som gjør dem mindre sannsynlig å komme inn i kroppen; dette senker igjen kolesterolnivået i blodet. Løselig fiber demper også opptaket av sukker, reduserer sukkerresponsen etter å ha spist, normaliserer lipidnivået i blodet og produserer kortkjedede fettsyrer når de er gjæret i tykktarmen som biprodukter med omfattende fysiologiske aktiviteter (diskusjon nedenfor). Selv om uløselig fiber er assosiert med redusert diabetesrisiko, er mekanismen som dette skjer ukjent.
Ennå ikke formelt foreslått som et essensielt makronæringsstoff (fra 2005), er kostfiber ansett som viktig for dietten , med tilsynsmyndigheter i mange utviklede land som anbefaler økning i fiberinntak.
Lagringspolysakkarider
Stivelse
Stivelse er en glukosepolymer der glukopyranoseenheter er bundet av alfabindinger. Den består av en blanding av amylose (15–20\%) og amylopektin (80–85\%).Amylose består av en lineær kjede med flere hundre glukosemolekyler, og amylopektin er et forgrenet molekyl laget av flere tusen glukosenheter (hver kjede med 24–30 glukosenheter er en enhet amylopektin). Stivelse er uoppløselig i vann. De kan fordøyes ved å bryte alfa-koblingene (glykosidbindinger). Både mennesker og dyr har amylaser, slik at de kan fordøye stivelse. Potet, ris, hvete og mais er viktige kilder til stivelse i det menneskelige kostholdet. Dannelsen av stivelse er måtene planter lagrer glukose på.
Glykogen
Glykogen fungerer som sekundær lang- begrepet energilagring i dyre- og soppceller, med primærenergilagrene holdt i fettvev. Glykogen produseres primært av leveren og musklene, men kan også lages ved glykogenese i hjernen og magen.
Glykogen er analogt med stivelse, en glukosepolymer i planter, og blir noen ganger referert til som dyr stivelse, [13] med en lignende struktur som amylopektin, men mer forgrenet og kompakt enn stivelse. Glykogen er en polymer av α (1 → 4) glykosidbindinger bundet, med α (1 → 6) -bundne grener. Glykogen finnes i form av granuler i cytosol / cytoplasma i mange celletyper, og spiller en viktig rolle i glukosesyklusen. Glykogen danner en energireserve som raskt kan mobiliseres for å møte et plutselig behov for glukose, men en som er mindre kompakt og mer umiddelbart tilgjengelig som en energireserve enn triglyserider (lipider).
I leverhepatocytter, glykogen kan komponere opptil åtte prosent (100–120 g hos en voksen) av den ferske vekten like etter et måltid. Bare glykogen lagret i leveren kan gjøres tilgjengelig for andre organer. I musklene finnes glykogen i en lav konsentrasjon på en til to prosent av muskelmassen. Mengden glykogen som er lagret i kroppen – spesielt i muskler, lever og røde blodlegemer – varierer med fysisk aktivitet, basal metabolsk hastighet og spisevaner som intermitterende faste. Små mengder glykogen finnes i nyrene, og enda mindre mengder i visse gliaceller i hjernen og hvite blodlegemer. Livmoren lagrer også glykogen under graviditet for å gi næring til fosteret.
Glykogen er sammensatt av en forgrenet kjede av glukosrester. Den er lagret i lever og muskler.
Det er en energireserve for dyr.
Det er den viktigste formen for karbohydrat som er lagret i dyrekroppen.
Det er uoppløselig i vann. Den blir brunrød når den blandes med jod.
Den gir også glukose ved hydrolyse.
Strukturelle polysakkarider
Arabinoxylans
Arabinoxylans finnes i både primære og sekundære cellevegger av planter og er kopolymerene av to sukker : arabinose og xylose. De kan også ha gunstige effekter på menneskers helse.
Cellulose
De strukturelle komponentene i planter dannes primært fra cellulose. Tre er i stor grad cellulose og lignin, mens papir og bomull er nesten ren cellulose. Cellulose er en polymer laget med gjentatte glukosenheter bundet sammen av betakoblinger. Mennesker og mange dyr mangler et enzym for å bryte beta-koblingene, slik at de ikke fordøyer cellulose. Enkelte dyr som termitter kan fordøye cellulose, fordi bakterier som har enzymet er tilstede i tarmen. Cellulose er uoppløselig i vann. Det skifter ikke farge når det blandes med jod. Ved hydrolyse gir det glukose. Det er det mest vanlige karbohydratet i naturen.
Kitin
Kitin er en av mange naturlig forekommende polymerer. Det danner en strukturell komponent av mange dyr, som eksoskelett. Over tid er det biologisk nedbrytbart i det naturlige miljøet. Nedbrytningen kan katalyseres av enzymer som kalles kitinaser, utskilles av mikroorganismer som bakterier og sopp, og produseres av noen planter. Noen av disse mikroorganismene har reseptorer for enkle sukker fra nedbrytningen av kitin. Hvis det oppdages kitin, produserer de enzymer for å fordøye det ved å spalte glykosidbindinger for å omdanne det til enkle sukkerarter og ammoniakk.
Kjemisk er kitin nært beslektet med kitosan (et mer vannløselig derivat av kitin). Det er også nært knyttet til cellulose ved at det er en lang uforgrenet kjede av glukosederivater. Begge materialene bidrar med struktur og styrke, og beskytter organismen.
Pektiner
Pektiner er en familie av komplekse polysakkarider som inneholder 1,4-koblede α-D-galaktosyluronsyrerester. De er tilstede i de fleste primære cellevegger og i ikke-treaktige deler av terrestriske planter.
Sure polysakkarider
Sure polysakkarider er polysakkarider som inneholder karboksylgrupper, fosfatgrupper og / eller svovelestergrupper.
Bakterielle kapsulære polysakkarider
Patogene bakterier produserer ofte et tykt, slimlignende lag av polysakkarid. Denne «kapselen» tilslører antigene proteiner på bakterieoverflaten som ellers ville fremkalle en immunrespons og dermed føre til ødeleggelsen av bakteriene. Kapselpolysakkarider er vannløselige, ofte sure og har molekylvekt i størrelsesorden 100–2000 kDa. De er lineære og består av gjentatte underenheter på ett til seks monosakkarider. Det er enormt strukturelt mangfold; nesten to hundre forskjellige polysakkarider er produsert av E. coli alene. Blandinger av kapselpolysakkarider, enten konjugerte eller innfødte, brukes som vaksiner.
Bakterier og mange andre mikrober, inkludert sopp og alger, skiller ofte ut polysakkarider for å hjelpe dem å kle seg til overflater og for å forhindre at de tørker ut. Mennesker har utviklet noen av disse polysakkaridene til nyttige produkter, inkludert xantangummi, dekstran, welangummi, gellangummi, diutangummi og pullulan.
De fleste av disse polysakkaridene har nyttige viskoelastiske egenskaper når de oppløses i vann ved veldig lave nivåer. Dette gjør forskjellige væsker som brukes i hverdagen, for eksempel mat, kremer, rengjøringsmidler og maling, tyktflytende når de står stille, men mye mer frittflytende når til og med liten skjæring påføres ved omrøring eller risting, helling, tørking eller børsting. Denne egenskapen heter pseudoplastisitet eller skjæringstynning; studien av slike forhold kalles reologi.
Vannholdige oppløsninger av polysakkaridet alene har en nysgjerrig oppførsel når de omrøres: etter at omrøring opphører, fortsetter løsningen opprinnelig å virvle på grunn av momentum, og senker deretter til stillstand på grunn av viskositet og reverserer retning kort før du stopper. Denne rekylen skyldes den elastiske effekten av polysakkaridkjedene, som tidligere var strukket i oppløsning, og som gikk tilbake til sin avslappede tilstand.
Polysakkarider med celleoverflater spiller forskjellige roller i bakteriell økologi og fysiologi. De fungerer som en barriere mellom celleveggen og miljøet, formidler interaksjoner mellom vert og patogen, og danner strukturelle komponenter i biofilm. Disse polysakkaridene syntetiseres fra nukleotidaktiverte forløpere (kalt nukleotidsukker), og i de fleste tilfeller blir alle enzymene som er nødvendige for biosyntese, montering og transport av den ferdige polymeren kodet av gener organisert i dedikerte klynger i genomet til organismen. Lipopolysakkarid er et av de viktigste celleoverflatepolysakkaridene, da det spiller en nøkkelstrukturell rolle i ytre membranintegritet, så vel som å være en viktig formidler av vertspatogeninteraksjoner.
Enzymer som lager A -bånd (homopolymer) og B-bånd (heteropolymer) O-antigener er identifisert og metabolske veier definert. Eksopolysakkaridalginatet er en lineær kopolymer av β-1,4-bundet D-mannuronsyre og L-guluronsyrerester, og er ansvarlig for slimformet fenotype av cystisk fibrose sykdom i senfase. Pel og psl loci er to nylig oppdagede genklynger som også koder for eksopolysakkarider som er funnet å være viktige for dannelse av biofilm. Rhamnolipid er et biosurfaktant hvis produksjon er tett regulert på transkripsjonsnivå, men den nøyaktige rollen det spiller i sykdom er foreløpig ikke godt forstått. Proteinglykosylering, spesielt av pilin og flagellin, ble et fokus for forskning fra flere grupper fra omkring 2007, og har vist seg å være viktig for vedheft og invasjon under bakteriell infeksjon.
Kjemiske identifikasjonstester for polysakkarider
Periodisk syre-Schiff flekk
Dette seksjonen siterer ikke noen kilder. Hjelp oss med å forbedre denne delen ved å legge til sitater til pålitelige kilder. Uansett materiale kan bli utfordret og fjernet. (Mars 2013) (Lær hvordan og når du skal fjerne denne malmeldingen)
Polysakkarider med ubeskyttede vicinaldioler eller aminosukker (dvs. noen OH-grupper erstattet med amin) gir en positiv periodisk syre-Schiff-flekk (PAS) . Listen over polysakkarider som flekker med PAS, er lang. Selv om muciner av epitelopprinnelse flekker med PAS, har muciner av bindevev opprinnelse så mange sure substitusjoner at de ikke har nok glykol- eller aminoalkoholgrupper igjen til å reagere med PAS.
Se også
- Glykan
- Oligosakkaridnomenklatur
- Polysakkaridkapslede bakterier
Referanser
Varki A, Cummings R, Esko J, Freeze H, Stanley P, Bertozzi C, Hart G, Etzler M (1999). Grunnleggende om glykobiologi. Cold Spring Har J. Cold Spring Harbour Laboratory Press. ISBN 0-87969-560-9.
IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2. utg. («Gullboken») (1997). Nettkorrigert versjon: (2006–) «homopolysakkarid (homoglykan)».
IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2. utg. («Gullboken») (1997). Online korrigert versjon: (2006–) «heteropolysakkarid (heteroglykan)».
Matthews, C. E .; K. E. Van Holde; K. G. Ahern (1999) Biokjemi. 3. utgave. Benjamin Cummings. ISBN 0-8053-3066-6
N.A. Campbell (1996) Biology (4. utgave). Benjamin Cummings NY. s.23 ISBN 0-8053-1957-3
«Kostholdereferanseinntak for energi, karbohydrat, fiber, fett, fettsyrer, kolesterol, protein og aminosyrer (makronæringsstoffer) (2005), kapittel 7 : Kosthold, funksjonell og total fiber «(PDF). US Department of Agriculture, National Agricultural Library og National Academy of Sciences, Institute of Medicine, Food and Nutrition Board. Arkivert fra originalen (PDF) 2011-10-27.
Eastwood M, Kritchevsky D (2005). «Kostfiber: hvordan kom vi dit 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). «Helsefordeler med kostfiber» (PDF). Nutr Rev. 67 (4): 188–205. doi: 10.1111 / j.1753-4887.2009.00189.x. PMID 19335713.
Weickert MO, Pfeiffer AF (2008). «Metabolske effekter av kostfiber og andre stoffer som spiser og forebygger diabetes». J Nutr. 138 (3): 439–42. doi: 10.1093 / jn / 138.3.439. PMID 18287346.
«Scientific Opinion on Dietary Reference Values for carbohydrates and dietary fiber». EFSA Journal. 8 (3): 1462. 25. mars 2010. doi: 10.2903 / j.efsa.2010.1462.
Jones PJ, Varady KA (2008). «Definerer funksjonell mat på nytt ernæringsmessige behov?». Appl Physiol Nutr Metab. 33 (1): 118–23. doi: 10.1139 / H07-134. PMID 18347661. Arkivert fra originalen (PDF) 2011-10-13.
Anatomi og fysiologi. Saladin, Kenneth S. McGraw-Hill, 2007.
«Animal stivelse». Merriam Webster. Hentet 11. mai 2014.
Campbell, Neil A .; Brad Williamson; Robin J. Heyden (2006). Biologi: Utforske livet. Boston, Massachusetts: Pearson Prentice Hall. ISBN 0-13-250882-6.
Moses SW, Bashan N, Gutman A (desember 1972). «Glykogenmetabolisme i normale røde blodlegemer». Blod. 40 (6): 836–43. PMID 5083874.
INGERMANN, ROLFF L .; VIRGIN, GARTH L. (20. januar 1987). «Glykogeninnhold og frigjøring av glukose fra røde blodlegemer i 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 av glykogen i erytrocytter». Annaler for klinisk biokjemi. 39 (Pt 6): 612–3. doi: 10.1258 / 000456302760413432. PMID 12564847.
Side 12 i: Treningsfysiologi: energi, ernæring og menneskelig ytelse, Av William D. McArdle, Frank I. Katch, Victor L. Katch, utgave: 6, illustrert, Publisert av Lippincott Williams & Wilkins, 2006, ISBN 0-7817-4990-5, ISBN 978-0-7817-4990-9, 1068 sider
Mendis, M; Simsek, S (15. desember 2014). «Arabinoxylans and human health». Mat hydrokolloider. 42: 239–243. doi: 10.1016 / j.foodhyd.2013.07.022.
Viskositet av Welan Gum vs. konsentrasjon i vann. «Arkivert kopi». Arkivert fra originalen 2011-07-18. Hentet 2009-10-02.
Guo H, Yi W, Song JK, Wang PG (2008). «Nåværende forståelse om biosyntese av mikrobielle polysakkarider». Curr Top Med Chem. 8 (2): 141–51. doi: 10.2174 / 156802608783378873. PMID 18289083.
Cornelis P (redaktør) (2008). Pseudomonas: Genomics and Molecular Biology (1. utgave). Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-19-6.
Eksterne lenker
- Polysakkaridstruktur
- Applikasjoner og kommersielle kilder til polysakkarider
- European Polysaccharide Network of Excellence