- Характеристика та структура
- Бактеріальні вуглеводи
- Особливості
- Приклади
- Геміцелюлоза
- Пектин
- Гепарин
- Гіалуронова кислота
- Список літератури
У гетерополісахарид або heteroglycans представляють собою групу складних вуглеводів , класифікованих в складі групи полісахаридів, які включають в себе всі вуглеводи, які складаються з більш ніж 10 моносахаридних одиниць різних типів цукрів.
Більшість гетерополісахаридів, які синтезуються в природі, зазвичай містять лише два різних моносахариди. Тим часом синтетичні гетерополісахариди зазвичай мають три або більше різних моносахаридних одиниць.
Приклад основної одиниці гетерополісахариду (Джерело: Ccostell via Wikimedia Commons)
Гетерополісахариди - це макромолекули, які виконують життєво важливі функції. Вони складаються з безлічі різних мономерів цукру (моносахаридів), повторно пов'язаних між собою глікозидними зв’язками різного типу.
Серед складних вуглеводів, які найчастіше зустрічаються в природі, є геміцелюлоза, пектини та агар-агар, і більшість із них є полісахаридами, що мають комерційний інтерес для харчової промисловості.
У медичному контексті найбільш вивченими є гетерополісахариди сполучної тканини, групи крові, ті, які пов'язані з глікопротеїнами, такими як γ-глобулін, та гліколіпідами, що покривають нейрони в центральній нервовій системі.
Протягом багатьох років і з досягненнями науки були розроблені різні методики вивчення гетерополісахаридів, які, як правило, включають їх розкладання на складові моносахариди та їх індивідуальний аналіз.
Ці методи поділу різні для кожного вуглеводу і залежать від фізичних та хімічних характеристик кожного вуглеводу. Однак хроматографія є найбільш широко використовуваними методами аналізу гетерополісахаридів.
Характеристика та структура
Гетерополісахариди - це лінійні або розгалужені полімери, що складаються з повторюваних одиниць двох або більше різних моносахаридів. Потрібно враховувати, що ці моносахариди можуть бути або не бути в однаковій пропорції.
Гетерополісахариди мають складну структуру, із загалом розгалуженою топологією і, у своєму рідному стані, мають асиметричну та дещо аморфну морфологію.
Повторювані одиниці, що складають гетерополісахариди (моносахариди, дисахариди або олігосахариди), пов'язані між собою α- або β-глюкозидними зв’язками. У цих підрозділах прийнято спостерігати модифікації або заміни, такі як метилові та ацетильні групи та інші, особливо у галузях.
Крім того, асоціація певних молекул з гетерополісахаридами може дати останнім чистий заряд, який має важливі фізіологічні функції в різних типах клітин.
Бактеріальні вуглеводи
Мікробні гетерополісахариди складаються з повторюваних одиниць з трьох-восьми моносахаридів, які можуть бути лінійними або розгалуженими. Як правило, вони складаються з моносахаридів D-глюкози, D-галактози та L-рамнози в різних пропорціях.
Фукоза, манноза, рибоза, фруктоза, моносахариди та моносахариди, заміщені гліцерином та інші, можуть бути отримані, хоча в меншій мірі.
Особливості
Як правило, гетерополісахариди функціонують як позаклітинна опора для організмів усіх царств - від бактерій до людини. Ці цукру разом з волокнистими білками є найважливішими компонентами позаклітинного матриксу у тварин та проміжних пластин у рослин.
Гетерополісахариди часто зустрічаються в поєднанні з білками з утворенням протеогліканів, глікозаміногліканів і навіть мукополісахаридів. Вони виконують різні функції, від регулювання поглинання води, діючи як своєрідний клітинний «цемент» і функціонуючи як біологічна мастило, серед багатьох інших.
Гетерополісахариди в сполучних тканинах мають у своїх структурах кислотні групи. Вони виконують роль містків між молекулами води та іонами металів. Найпоширенішим гетерополісахаридом у цих тканинах є уронова кислота з сульфатированними заміщеннями.
Протеоглікани можна знайти як структурні елементи плазматичної мембрани, діючи як ядрорецептори при отриманні подразників на поверхні клітинної мембрани та стимулюючих механізми внутрішнього реагування.
Глобуліни - це глікопротеїни, які входять до складу імунної системи багатьох тварин і базують свою систему розпізнавання на тій частині гетерополісахаридів, яку вони мають у своєму зовнішньому шарі.
Гепарини мають антикоагулянтні функції і являють собою мукоглакани, які використовують дисахариди з сульфатированними заступниками, щоб зменшити їх негативний заряд і перешкоджають з’єднанню між тромбіном і тромбоцитами, сприяючи, в свою чергу, зв’язуванню антитромбінів та інактивації протромбінів.
Приклади
Геміцелюлоза
Цей термін охоплює групу гетерополісахаридів, до складу яких входять моносахариди, такі як глюкоза, ксилоза, манноза, арабіноза, галактоза та різні уронові кислоти. Однак найпоширеніші структури - це лінійні полімери ксиланів та ксилоглікани, пов'язані зв'язками β-1,4.
Ці гетерополісахариди дуже рясні в клітинній стінці рослин. Вони також розчинні в концентрованих лужних розчинах, а деякі типи розвивають фібрилярну форму, де вони діють як цементуючі речовини в тканинах рослин.
Пектин
Пектини - це полісахариди середнього шару між клітинними стінками первинного походження у рослин. Основним його компонентом є D-галактуронова кислота, пов'язана зв'язком α-D-1,4, в якій деякі карбоксили можуть бути етерифіковані метильними групами.
Цей тип цукру має здатність легко полімеризуватися при контакті з метиловими ефірами та іншими цукруми, такими як галактоза, раббіноза та рамноза. Вони широко використовуються в харчовій промисловості для додання стійкості деяким продуктам, таким як варення, компоти та цукристі камеді.
Гепарин
Це антикоагулянт, який виробляється в крові та в різних органах, таких як легені, нирки, печінка та селезінка тварин. Він складається з 12 до 50 повторів D-глюкуронової кислоти або L-ідуронової кислоти та N -ацетил-D-глюкозаміну. Гепарини - це полісахариди глікозаміногліканового типу з сильним негативним зарядом.
Гепарини мають велике промислове значення і отримуються штучним шляхом з генної інженерії бактеріями або природним шляхом з легенів великої рогатої худоби або кишкової слизової оболонки свиней.
Гіалуронова кислота
Це один із препаратів, який найбільш часто застосовується в естетичній галузі як мастило завдяки своїм в’язким, еластичним та реологічним властивостям. Його використовують як мастило для очей, амортизатор в суглобах і для затримки процесів старіння, оскільки знижує активність клітин у клітинному циклі.
Це полімер, що належить до групи глікозаміногліканів і складається з D-глюкуронової кислоти та N -ацетил-D-глюкозаміну, пов'язаних між собою зв'язком β-1,3. Він міститься майже у всіх прокаріотичних та еукаріотичних клітинах, особливо в сполучних тканинах та шкірі тварин.
Список літератури
- Дельгадо, Л.Л. та Масуеллі, М. Полісахариди: поняття та класифікація. Еволюція в журналі «Полімерні технології», 2 (2), 2–7.
- Huber, KC, & BeMiller, JN (2018). Вуглеводи. В органічній хімії (с. 888-928). Elsevier Inc.
- Девісон, Е. (1999). Енциклопедія Британіка. Отримано 14 серпня 2019 року з веб-сайту www.britannica.com/science/carbohydrate/
- Huber, KC, & BeMiller, JN (2018). Вуглеводи. В органічній хімії (с. 888-928). Elsevier Inc.
- Університет Мен. (другий). Отримано 14 серпня 2019 року з www.umaine.edu