- Raksturojums un uzbūve
- Baktēriju ogļhidrāti
- Iespējas
- Piemēri
- Hemicelluloze
- Pektīns
- Heparīns
- Hialuronskābe
- Atsauces
The heteropolysaccharides vai heteroglycans ir grupa komplekso ogļhidrātu klasificēti grupas polisaharīdu, kas ietver visus ogļhidrātus, kas sastāv no vairāk nekā 10 monosaccharide vienībām dažāda veida cukuru laikā.
Lielākā daļa dabā sintezēto heteropolisaharīdu parasti satur tikai divus dažādus monosaharīdus. Tikmēr sintētiskajiem heteropolisaharīdiem parasti ir trīs vai vairāk dažādu monosaharīdu vienību.
Heteropolisaharīda pamatvienības piemērs (Avots: Ccostell caur Wikimedia Commons)
Heteropolisaharīdi ir makromolekulas, kas dzīvībai pilda svarīgas funkcijas. Tie sastāv no vairākiem dažādiem cukura monomēriem (monosaharīdiem), ko atkārtoti savstarpēji savieno dažāda veida glikozīdiskās saites.
Starp dabā visbiežāk sastopamajiem ogļhidrātiem ir hemiceluloze, pektīni un agara agars, un vairums no tiem ir polisaharīdi, kas komerciāli interesē pārtikas rūpniecību.
Medicīnas kontekstā visvairāk izpētītie heteropolisaharīdi ir bijuši saistaudos, asins grupās, tie, kas saistīti ar glikoproteīniem, piemēram, γ-globulīns, un glikolipīdiem, kas pārklāj centrālās nervu sistēmas neironus.
Gadu gaitā un līdz ar zinātnes sasniegumiem heteropolisaharīdu izpētei ir izstrādātas dažādas metodes, kas parasti ietver to sadalīšanos tajos esošajos monosaharīdos un individuālu analīzi.
Šīs atdalīšanas metodes ir atšķirīgas katram ogļhidrātam un ir atkarīgas no katra ogļhidrāta fizikālajām un ķīmiskajām īpašībām. Tomēr heteropolisaharīdu analīzē visplašāk izmantotās metodes ir hromatogrāfija.
Raksturojums un uzbūve
Heteropolisaharīdi ir lineāri vai sazaroti polimēri, kas sastāv no divu vai vairāku dažādu monosaharīdu atkārtojošām vienībām. Jāņem vērā, ka šie monosaharīdi var būt vai nebūt tādā pašā proporcijā.
Heteropolisaharīdiem ir sarežģītas struktūras, ar vispārīgi sazarotu topoloģiju, un dzimtajā stāvoklī tiem ir asimetriska un nedaudz amorfa morfoloģija.
Atkārtošās vienības, kas veido heteropolisaharīdus (monosaharīdus, disaharīdus vai oligosaharīdus), ir savienotas kopā ar α vai β-glikozīdiskām saitēm. Šajās vienībās parasti novēro modifikācijas vai aizvietojumus, piemēram, metil- un acetilgrupas un citas, it īpaši zaros.
Turklāt dažu molekulu asociācija ar heteropolisaharīdiem var radīt tīro lādiņu pēdējiem, kam ir svarīgas fizioloģiskās funkcijas dažāda veida šūnās.
Baktēriju ogļhidrāti
Mikrobu heteropolisaharīdi sastāv no trīs līdz astoņu monosaharīdu atkārtojošām vienībām, kas var būt lineāras vai sazarotas. Tie parasti sastāv no monosaharīdiem D-glikozes, D-galaktozes un L-ramnozes dažādās proporcijās.
Var iegūt fukozi, mannozi, ribozi, fruktozi, monosaharīdus un monosaharīdus, kas aizvietoti ar glicerīnu, un citus, kaut arī mazākā mērā.
Iespējas
Parasti heteropolisaharīdi darbojas kā ārpusšūnu balsti visu karaļvalstu organismiem, sākot no baktērijām līdz cilvēkiem. Šie cukuri kopā ar šķiedru olbaltumvielām ir vissvarīgākās ārpusšūnu matricas sastāvdaļas dzīvniekiem un starpposma slāņi augos.
Heteropolisaharīdus bieži sastop kopā ar olbaltumvielām, veidojot proteoglikānus, glikozaminoglikānus un pat mukopolisaharīdus. Tie veic dažādas funkcijas, sākot no ūdens absorbcijas regulēšanas, kas darbojas kā sava veida šūnu "cements" un darbojas kā bioloģiska smērviela, starp daudzām citām.
Heteropolisaharīdu saistaudos ir skābju grupas to struktūrā. Tie darbojas kā tilti starp ūdens molekulām un metāla joniem. Šajos audos visizplatītākais heteropolisaharīds ir uronskābe ar sulfātu aizvietotājiem.
Proteoglikānus var atrast kā plazmas membrānas strukturālos elementus, kas darbojas kā kodoreceptori stimulu uztveršanā uz šūnu membrānas virsmas un stimulē iekšējās reakcijas mehānismus.
Globulīni ir glikoproteīni, kas ir daļa no daudzu dzīvnieku imūnsistēmas un kuru atpazīšanas sistēma balstās uz heteropolisaharīdu daļu, kas viņiem ir visattālākajā slānī.
Heparīniem ir antikoagulantu funkcijas, un tie ir mukoglakāni, kas izmanto disaharīdus ar sulfātiem aizvietotājiem, lai samazinātu to negatīvo lādiņu un traucētu trombīna un trombocītu savienotību, savukārt sekmējot antitrombīnu saistīšanos un inaktivējot protrombīnus.
Piemēri
Hemicelluloze
Šis termins ietver heteropolisaharīdu grupu, kas satur monosaharīdus, piemēram, glikozi, ksilozi, mannozi, arabinozi, galaktozi un dažādas uronskābes to struktūrā. Tomēr visizplatītākās struktūras ir ksilānu un ksiloglikānu lineārie polimēri, kas saistīti ar β-1,4 saitēm.
Šie heteropolisaharīdi ir ļoti bagātīgi augu šūnu sieniņās. Tie šķīst arī koncentrētos sārmainos šķīdumos, un dažiem veidiem veidojas fibrillāra forma, kurā tie darbojas kā cementējoši līdzekļi augu audos.
Pektīns
Pektīni ir vidējā slāņa polisaharīdi starp augu primārās izcelsmes sienām. Tās galvenā sastāvdaļa ir D-galakturonskābe, kas savienota ar α-D-1,4 saiti, kurā dažus karboksilus var esterificēt ar metilgrupām.
Šim cukura veidam ir spēja viegli polimerizēties saskarē ar metilesteriem un citiem cukuriem, piemēram, galaktozi, rabbinozi un ramnozi. Tos plaši izmanto pārtikas rūpniecībā, lai piešķirtu stingrību dažiem produktiem, piemēram, ievārījumiem, kompotiem un cukurotām smaganām.
Heparīns
Tas ir antikoagulants, ko ražo asinīs un dažādos orgānos, piemēram, dzīvnieku plaušās, nierēs, aknās un liesā. Tas sastāv no 12 līdz 50 D-glikuronskābes vai L-iduronskābes un N-acetil-D-glikozamīna atkārtojumiem. Heparīni ir glikozaminoglikāna tipa polisaharīdi ar spēcīgu negatīvu lādiņu.
Heparīniem ir liela rūpnieciska nozīme, un tos mākslīgi iegūst no baktēriju gēnu inženierijas vai dabiski no liellopu plaušām vai cūku zarnu gļotādām.
Hialuronskābe
Šī ir viena no narkotikām, ko estētiskajā nozarē visbiežāk izmanto kā smērvielu, pateicoties viskozām, elastīgām un reoloģiskām īpašībām. To lieto kā acu smērvielu, amortizatoru locītavās un novecošanās procesu aizkavēšanai, jo tas samazina šūnu aktivitāti šūnu ciklā.
Tas ir polimērs, kas pieder pie glikozaminoglikānu grupas, un sastāv no D-glikuronskābes un N-acetil-D-glikozamīna, kas savienoti kopā ar β-1,3 saiti. Tas ir atrodams gandrīz visās prokariotu un eikariotu šūnās, īpaši saistaudos un dzīvnieku ādā.
Atsauces
- Delgado, LL, & Masuelli, M. (2019). Polisaharīdi: jēdzieni un klasifikācija. Attīstība polimēru tehnoloģijas žurnālā, 2. (2), 2. – 7.
- Huber, KC, & BeMiller, JN (2018). Ogļhidrāti. Organiskajā ķīmijā (888.-928. Lpp.). Elsevier Inc.
- Deivisons, E. (1999). Enciklopēdija Britannica. Saņemts 2019. gada 14. augustā no vietnes www.britannica.com/science/carbohydrate/
- Huber, KC, & BeMiller, JN (2018). Ogļhidrāti. Organiskajā ķīmijā (888.-928. Lpp.). Elsevier Inc.
- Meinas Universitāte. (nd). Iegūts 2019. gada 14. augustā no vietnes www.umaine.edu