Melhor resposta
Polissacarídeos
são moléculas poliméricas de carboidratos compostas por longas cadeias de unidades monossacarídicas unidas por ligações glicosídicas e, na hidrólise, dão os monossacarídeos ou oligossacarídeos constituintes. Sua estrutura varia de linear a altamente ramificada. Os exemplos incluem polissacarídeos de armazenamento, como amido e glicogênio, e polissacarídeos estruturais, como celulose e quitina.
Os polissacarídeos são frequentemente bastante heterogêneos, contendo pequenas modificações na unidade de repetição. Dependendo da estrutura, essas macromoléculas podem ter propriedades distintas de seus blocos de construção monossacarídeos. Eles podem ser amorfos ou mesmo insolúveis em água. [1] Quando todos os monossacarídeos em um polissacarídeo são do mesmo tipo, o polissacarídeo é chamado de homopolissacarídeo ou homoglicano, mas quando mais de um tipo de monossacarídeo está presente, eles são chamados de heteropolissacarídeos ou heteroglicanos.
Os sacarídeos naturais geralmente têm carboidratos simples chamados monossacarídeos com fórmula geral (CH2O) n onde n é três ou mais. Exemplos de monossacarídeos são glicose, frutose e gliceraldeído. Os polissacarídeos, por sua vez, têm uma fórmula geral de Cx (H2O) y, onde x é geralmente um grande número entre 200 e 2500. Quando as unidades de repetição na estrutura do polímero são monossacarídeos de seis carbonos , como costuma ser o caso, a fórmula geral simplifica para (C6H10O5) n, onde normalmente 40≤n≤3000.
Como regra geral, os polissacarídeos contêm mais de dez unidades de monossacarídeos, enquanto os oligossacarídeos contêm três a dez unidades de monossacarídeo; mas o corte preciso varia um pouco de acordo com a convenção. Os polissacarídeos são uma classe importante de polímeros biológicos. Sua função nos organismos vivos é geralmente relacionada à estrutura ou ao armazenamento. O amido (um polímero da glicose) é usado como polissacarídeo de armazenamento nas plantas, sendo encontrado na forma de amilose e amilopectina ramificada. Em animais, o polímero de glicose estruturalmente semelhante é o glicogênio mais densamente ramificado, às vezes chamado de “amido animal”. As propriedades do glicogênio permitem que ele seja metabolizado mais rapidamente, o que se adapta à vida ativa dos animais em movimento.
A celulose e a quitina são exemplos de polissacarídeos estruturais. A celulose é usada nas paredes celulares de plantas e outros organismos, e é considerada a molécula orgânica mais abundante na Terra. [5] Ela tem muitos usos, como um papel significativo nas indústrias de papel e têxtil, e é usada como matéria-prima para a produção de rayon (via processo de viscose), acetato de celulose, celulóide e nitrocelulose. A quitina tem uma estrutura semelhante, mas tem ramificações laterais contendo nitrogênio, aumentando sua força. É encontrada em exoesqueletos de artrópodes e nas paredes celulares de alguns fungos. Também tem vários usos, incluindo fios cirúrgicos . Os polissacarídeos também incluem calose ou laminarina, crisolaminarina, xilano, arabinoxilano, manano, fucoidano e galactomanano.
Função
Estrutura
Nutrição n polissacarídeos são fontes comuns de energia. Muitos organismos podem facilmente quebrar o amido em glicose; entretanto, a maioria dos organismos não pode metabolizar a celulose ou outros polissacarídeos como a quitina e os arabinoxilanos. Esses tipos de carboidratos podem ser metabolizados por algumas bactérias e protistas. Ruminantes e cupins, por exemplo, usam microorganismos para processar celulose.
Mesmo que esses polissacarídeos complexos não sejam muito digeríveis, eles fornecem importantes elementos dietéticos para humanos. Chamados de fibra dietética, esses carboidratos melhoram a digestão, entre outros benefícios. A principal ação da fibra dietética é mudar a natureza do conteúdo do trato gastrointestinal e como outros nutrientes e produtos químicos são absorvidos. A fibra solúvel se liga aos ácidos biliares no intestino delgado, tornando-os menos propensos a entrar no corpo; isso, por sua vez, reduz os níveis de colesterol no sangue. A fibra solúvel também atenua a absorção de açúcar, reduz a resposta ao açúcar após comer, normaliza os níveis de lipídios no sangue e, uma vez fermentada no cólon, produz ácidos graxos de cadeia curta como subprodutos com atividades fisiológicas de amplo alcance (discussão abaixo). Embora a fibra insolúvel esteja associada à redução do risco de diabetes, o mecanismo pelo qual isso ocorre é desconhecido.
Ainda não formalmente proposto como um macronutriente essencial (em 2005), a fibra dietética é considerada importante para a dieta , com as autoridades regulatórias em muitos países desenvolvidos recomendando aumentos na ingestão de fibra.
Polissacarídeos de armazenamento
Amido
O amido é um polímero de glicose no qual as unidades de glicopiranose são ligadas por ligações alfa. É composto por uma mistura de amilose (15–20\%) e amilopectina (80–85\%).A amilose consiste em uma cadeia linear de várias centenas de moléculas de glicose e a amilopectina é uma molécula ramificada feita de vários milhares de unidades de glicose (cada cadeia de 24-30 unidades de glicose é uma unidade de amilopectina). Os amidos são insolúveis em água. Eles podem ser digeridos quebrando as ligações alfa (ligações glicosídicas). Tanto os seres humanos quanto os animais têm amilases, portanto, podem digerir amidos. Batata, arroz, trigo e milho são as principais fontes de amido na dieta humana. As formações de amidos são as formas pelas quais as plantas armazenam glicose.
Glicogênio
O glicogênio serve como o longo armazenamento de energia a termo em células animais e fúngicas, com os estoques de energia primários sendo mantidos no tecido adiposo. O glicogênio é produzido principalmente pelo fígado e pelos músculos, mas também pode ser produzido pela glicogênese no cérebro e no estômago.
O glicogênio é análogo ao amido, um polímero da glicose nas plantas, e às vezes é chamado de animal amido, [13] tendo uma estrutura semelhante à amilopectina, mas mais ramificada e compacta do que o amido. Glicogênio é um polímero de ligações glicosídicas α (1 → 4) ligadas, com ramos ligados a α (1 → 6). O glicogênio é encontrado na forma de grânulos no citosol / citoplasma em muitos tipos de células e desempenha um papel importante no ciclo da glicose. O glicogênio forma uma reserva de energia que pode ser rapidamente mobilizada para atender a uma necessidade repentina de glicose, mas é menos compacta e mais imediatamente disponível como reserva de energia do que os triglicerídeos (lipídios).
Nos hepatócitos do fígado, o glicogênio pode compor até oito por cento (100-120 g em um adulto) do peso fresco logo após uma refeição. Apenas o glicogênio armazenado no fígado pode ser disponibilizado para outros órgãos. Nos músculos, o glicogênio é encontrado em uma concentração baixa de um a dois por cento da massa muscular. A quantidade de glicogênio armazenada no corpo – especialmente nos músculos, fígado e células vermelhas do sangue – varia de acordo com a atividade física, a taxa metabólica basal e os hábitos alimentares, como jejum intermitente. Pequenas quantidades de glicogênio são encontradas nos rins e quantidades ainda menores em certas células gliais do cérebro e nas células brancas do sangue. O útero também armazena glicogênio durante a gravidez, para nutrir o embrião.
O glicogênio é composto por uma cadeia ramificada de resíduos de glicose. É armazenado no fígado e nos músculos.
É uma reserva de energia para os animais.
É a principal forma de carboidrato armazenado no corpo animal.
É é insolúvel em água. Torna-se marrom-avermelhado quando misturado com iodo.
Também produz glicose na hidrólise.
Polissacarídeos estruturais
Arabinoxilanos
Os arabinoxilanos são encontrados nas paredes celulares primária e secundária das plantas e são copolímeros de dois açúcares : arabinose e xilose. Eles também podem ter efeitos benéficos na saúde humana.
Celulose
Os componentes estruturais das plantas são formados principalmente a partir de celulose. A madeira é basicamente celulose e lignina, enquanto o papel e o algodão são celulose quase pura. A celulose é um polímero feito com unidades repetidas de glicose unidas por ligações beta. Os humanos e muitos animais carecem de uma enzima para quebrar as ligações beta, por isso não digerem a celulose. Certos animais, como os cupins, podem digerir a celulose porque as bactérias que possuem a enzima estão presentes em seus intestinos. A celulose é insolúvel em água. Não muda de cor quando misturado com iodo. Na hidrólise, ele produz glicose. É o carboidrato mais abundante na natureza.
Quitina
A quitina é um dos muitos polímeros que ocorrem naturalmente. Ele forma um componente estrutural de muitos animais, como exoesqueletos. Com o tempo, é biodegradável no ambiente natural. Sua quebra pode ser catalisada por enzimas chamadas quitinases, secretadas por microorganismos, como bactérias e fungos, e produzidas por algumas plantas. Alguns desses microrganismos possuem receptores para açúcares simples provenientes da decomposição da quitina. Se a quitina for detectada, eles então produzem enzimas para digeri-la clivando as ligações glicosídicas a fim de convertê-la em açúcares simples e amônia.
Quitina está intimamente relacionada à quitosana (um derivado mais solúvel em água de quitina). Também está intimamente relacionado à celulose por ser uma longa cadeia não ramificada de derivados de glicose. Ambos os materiais contribuem com estrutura e resistência, protegendo o organismo.
Pectinas
As pectinas são uma família de polissacarídeos complexos que contêm resíduos de ácido α-D-galactosil urônico ligados em 1,4. Eles estão presentes na maioria das paredes celulares primárias e nas partes não lenhosas das plantas terrestres.
Polissacarídeos ácidos
Polissacarídeos ácidos são polissacarídeos que contêm grupos carboxila, grupos fosfato e / ou grupos éster sulfúrico.
Polissacarídeos capsulares bacterianos
As bactérias patogênicas comumente produzem uma camada espessa de polissacarídeo semelhante a um muco. Esta “cápsula” oculta proteínas antigênicas na superfície bacteriana que, de outra forma, provocariam uma resposta imunológica e, assim, levariam à destruição da bactéria. Os polissacarídeos capsulares são solúveis em água, comumente ácidos e têm pesos moleculares da ordem de 100–2000 kDa. Eles são lineares e consistem em subunidades de repetição regular de um a seis monossacarídeos. Existe uma enorme diversidade estrutural; quase duzentos polissacarídeos diferentes são produzidos apenas por E. coli. Misturas de polissacarídeos capsulares, tanto conjugados quanto nativos, são usadas como vacinas.
Bactérias e muitos outros micróbios, incluindo fungos e algas, freqüentemente secretam polissacarídeos para ajudá-los a aderir às superfícies e evitar que sequem. Os humanos desenvolveram alguns desses polissacarídeos em produtos úteis, incluindo goma xantana, dextrana, goma de Welan, goma gelana, goma diutana e pululano.
A maioria desses polissacarídeos exibem propriedades viscoelásticas úteis quando dissolvidos em água em níveis muito baixos. Isso torna vários líquidos usados na vida cotidiana, como alguns alimentos, loções, produtos de limpeza e tintas, viscosos quando estacionários, mas muito mais fluidos quando até mesmo um leve cisalhamento é aplicado por agitação ou agitação, despejando, esfregando ou escovando. Esta propriedade é denominada pseudoplasticidade ou diluição por cisalhamento; o estudo de tais questões é chamado de reologia.
As soluções aquosas do polissacarídeo sozinhas têm um comportamento curioso quando mexidas: depois que a agitação cessa, a solução inicialmente continua a girar devido ao impulso, depois desacelera até parar devido viscosidade e inverte a direção brevemente antes de parar. Este recuo é devido ao efeito elástico das cadeias de polissacarídeos, previamente esticadas em solução, retornando ao seu estado relaxado.
Os polissacarídeos da superfície celular desempenham diversos papéis na ecologia e fisiologia bacteriana. Eles servem como uma barreira entre a parede celular e o ambiente, medeiam as interações patógeno-hospedeiro e formam os componentes estruturais dos biofilmes. Esses polissacarídeos são sintetizados a partir de precursores ativados por nucleotídeos (chamados de açúcares de nucleotídeos) e, na maioria dos casos, todas as enzimas necessárias para a biossíntese, montagem e transporte do polímero completo são codificadas por genes organizados em clusters dedicados dentro do genoma do organismo. O lipopolissacarídeo é um dos mais importantes polissacarídeos da superfície celular, pois desempenha um papel estrutural importante na integridade da membrana externa, além de ser um importante mediador das interações patógeno-hospedeiro.
As enzimas que formam o A Os antígenos O de banda (homopolimérico) e B (heteropolimérico) foram identificados e as vias metabólicas definidas. O exopolissacarídeo alginato é um copolímero linear do ácido D-manurônico β-1,4-ligado e resíduos do ácido L-gulurônico, e é responsável pelo fenótipo mucóide da doença de fibrose cística em estágio avançado. Os loci pel e psl são dois grupos de genes recentemente descobertos que também codificam exopolissacarídeos considerados importantes para a formação de biofilme. Rhamnolipid é um biossurfactante cuja produção é rigidamente regulada no nível transcricional, mas o papel preciso que desempenha na doença não é bem compreendido no momento. A glicosilação de proteínas, particularmente de pilina e flagelina, tornou-se um foco de pesquisa de vários grupos por volta de 2007 e tem se mostrado importante para a adesão e invasão durante a infecção bacteriana.
Testes de identificação química para polissacarídeos
Coloração de ácido periódico de Schiff
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Polissacarídeos com dióis vicinais desprotegidos ou amino açúcares (ou seja, alguns grupos OH substituídos por amina) dão uma coloração de ácido periódico-Schiff positiva (PAS) . A lista de polissacarídeos que se coram com PAS é longa. Embora as mucinas de origem epitelial corem com PAS, as mucinas de origem do tecido conjuntivo têm tantas substituições ácidas que não têm grupos glicol ou aminoálcool suficientes para reagir com PAS.
Veja também
- Glycan
- Nomenclatura de oligossacarídeo
- Bactéria encapsulada por polissacarídeo
Referências
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Links externos
- Estrutura do polissacarídeo
- Aplicações e fontes comerciais de polissacarídeos
- Rede Europeia de Polissacarídeos de Excelência