HETEROPOLISAHARIDAI: CHARAKTERISTIKOS, STRUKTŪRA, FUNKCIJOS - BIOLOGIJA - 2025

Į heteropolysaccharides ar heteroglycans yra sudėtingų angliavandenių priskiriamos polisacharidų, kurie apima visas angliavandenių, kurie yra sudaryti iš daugiau nei 10 monosacharidų vienetų įvairių rūšių angliavandenių grupei grupė.

Daugumoje gamtoje sintezuotų heteropolisaharidų paprastai būna tik du skirtingi monosacharidai. Tuo tarpu sintetiniai heteropolisaharidai paprastai turi tris ar daugiau skirtingų monosacharidų vienetų.

Heteropolisaharido pagrindinio vieneto pavyzdys (Šaltinis: „Ccostell“ per „Wikimedia Commons“)

Heteropolisaharidai yra makromolekulės, atliekančios pagrindines gyvenimo funkcijas. Jie sudaryti iš kelių skirtingų cukraus monomerų (monosacharidų), pakartotinai sujungtų įvairių rūšių glikozidiniais ryšiais.

Tarp kompleksinių angliavandenių, dažniausiai gamtoje randamų, yra hemiceliuliozė, pektinai ir agaro agaras. Dauguma jų yra maisto pramonei komerciškai svarbūs polisacharidai.

Medicinos kontekste labiausiai ištirti jungiamojo audinio, kraujo grupių, heteropolisaharidai, susiję su glikoproteinais, tokiais kaip γ-globulinas ir glikolipidai, dengiantys centrinės nervų sistemos neuronus.

Bėgant metams ir atsižvelgiant į mokslo pažangą, heteropolisaharidų tyrimui buvo sukurtos skirtingos technologijos, kurios paprastai apima jų suskaidymą į sudedamuosius monosacharidus ir jų individualią analizę.

Šie atskyrimo būdai yra skirtingi kiekvienam angliavandeniui ir priklauso nuo fizinių ir cheminių kiekvieno angliavandenio savybių. Tačiau chromatografija yra plačiausiai naudojamas heteropolisaharidų analizės metodas.

Charakteristikos ir struktūra

Heteropolisaharidai yra linijiniai arba šakoti polimerai, sudaryti iš dviejų ar daugiau skirtingų monosacharidų pasikartojančių vienetų. Reikia atsižvelgti į tai, kad šių monosacharidų santykis gali būti toks pats.

Heteropolisaharidai turi sudėtingą struktūrą, paprastai turinčią šakotą topologiją, ir savo gimtojoje būsenoje turi asimetrinę ir šiek tiek amorfinę morfologiją.

Pasikartojantys vienetai, iš kurių susidaro heteropolisaharidai (monosacharidai, disacharidai arba oligosacharidai), yra sujungti α arba β-gliukozidiniais ryšiais. Šiuose vienetuose įprasta stebėti modifikacijas ar pakeitimus, tokius kaip metilo ir acetilo grupės ir kiti, ypač šakose.

Be to, tam tikrų molekulių susiejimas su heteropolisaharidais gali suteikti grynąjį krūvį pastariesiems, kurie turi svarbias fiziologines funkcijas įvairių tipų ląstelėse.

Bakteriniai angliavandeniai

Mikrobų heteropolisaharidai yra sudaryti iš pasikartojančių vienetų nuo trijų iki aštuonių monosacharidų, kurie gali būti linijiniai arba šakoti. Paprastai jie susideda iš monosacharidų D-gliukozės, D-galaktozės ir L-ramnozės skirtingomis proporcijomis.

Galima gauti fukozės, manozės, ribozės, fruktozės, monosacharidų ir monosacharidų, pakeistų gliceroliu, ir kitų, nors mažesniu mastu.

funkcijos

Paprastai heteropolisaharidai veikia kaip tarpląstelinės atramos visų karalysčių organizmams, pradedant bakterijomis ir baigiant žmonėmis. Šie cukrūs kartu su pluoštiniais baltymais yra svarbiausi tarpląstelinės gyvūninės ląstelės ir augaluose esančios tarpsluoksnio komponentai.

Heteropolisaharidai dažnai randami kartu su baltymais, formuodami proteoglikanus, glikozaminoglikanus ir net mukopolisaharidus. Jie atlieka įvairias funkcijas, pradedant vandens absorbcija, veikdami kaip tam tikras ląstelinis „cementas“ ir veikiantys kaip biologinis tepalas.

Jungiamųjų audinių heteropolisaharidai turi rūgščių grupes. Jie veikia kaip tilteliai tarp vandens molekulių ir metalo jonų. Dažniausias heteropolisaharidas šiuose audiniuose yra urono rūgštis su sulfatais pakaitalais.

Proteoglikanai gali būti randami kaip plazmos membranos struktūriniai elementai, veikiantys kaip pagrindiniai receptoriai priimant stimulus ląstelės membranos paviršiuje ir stimuliuojant vidinio atsako mechanizmus.

Globulinai yra glikoproteinai, kurie yra daugelio gyvūnų imuninės sistemos dalis ir kurių atpažinimo sistema grindžiama heteropolisaharidų dalimi, kurią jie turi atokiausiame sluoksnyje.

Heparinai turi antikoaguliantų funkciją ir yra mukoglakanai, kurie naudoja disacharidus su sulfatu pakaitais, kad sumažintų neigiamą krūvį ir trukdytų trombino ir trombocitų sąjungai, savo ruožtu skatindami antitrombinų jungimąsi ir inaktyvindami protrombinus.

Pavyzdžiai

Hemiceliuliozė

Šis terminas apima heteropolisaharidų grupę, į kurią įeina monosacharidai, tokie kaip gliukozė, ksilozė, manozė, arabinozė, galaktozė ir įvairios uronų rūgštys. Tačiau labiausiai paplitusios struktūros yra linijiniai ksilanų ir ksiloglikanų polimerai, sujungti β-1,4 ryšiais.

Šių heteropolisaharidų labai gausu augalų ląstelių sienelėse. Jie taip pat tirpsta koncentruotuose šarminiuose tirpaluose ir kai kuriems tipams susidaro virpėjimo forma, kai jie veikia kaip cemento agentai augalų audiniuose.

Pektinas

Pektinai yra vidurinio sluoksnio tarp augalų pirminės kilmės ląstelių polisacharidai. Pagrindinis jo komponentas yra D-galakturono rūgštis, sujungta α-D-1,4 ryšiu, kuriame kai kurie karboksilai gali būti esterinti metilo grupėmis.

Šis cukrus turi savybę lengvai polimerizuotis kontaktuodamas su metilesteriais ir kitais cukrumi, tokiais kaip galaktozė, rabbinozė ir ramnozė. Jie plačiai naudojami maisto pramonėje, kad suteiktų stangrumo kai kuriems produktams, tokiems kaip džemai, kompotai ir saldžios dervos.

Heparinas

Tai yra antikoaguliantas, gaminamas kraujyje ir įvairiuose organuose, tokiuose kaip gyvūnų plaučiai, inkstai, kepenys ir blužnis. Jį sudaro nuo 12 iki 50 D-gliukurono rūgšties arba L-idurono rūgšties ir N-acetil-D-gliukozamino pakartojimų. Heparinai yra glikozaminoglikano tipo polisacharidai, turintys stiprų neigiamą krūvį.

Heparinai yra labai svarbūs pramonėje ir yra gaunami dirbtinai genų inžinerijos būdu, bakterijose arba natūraliai iš galvijų plaučių ar kiaulių žarnyno gleivinės.

Hialurono rūgštis

Tai yra vienas iš vaistų, labiausiai naudojamų estetinėje pramonėje kaip lubrikantas dėl savo klampių, elastingų ir reologinių savybių. Jis naudojamas kaip akių tepalas, amortizatorius sąnariuose ir atitolina senėjimo procesus, nes sumažina ląstelių aktyvumą ląstelių cikle.

Tai polimeras, priklausantis glikozaminoglikanų grupei, sudarytas iš D-gliukurono rūgšties ir N-acetil-D-gliukozamino, sujungto β-1,3 ryšiu. Jis randamas beveik visose prokariotinėse ir eukariotinėse ląstelėse, ypač jungiamuosiuose audiniuose ir gyvūnų odoje.

Nuorodos

1. Delgado, LL, ir Masuelli, M. (2019). Polisacharidai: sąvokos ir klasifikacija. Evoliucija polimerų technologijos žurnale, 2 (2), 2–7.
2. „Huber“, KC ir „BeMiller“, JN (2018). Angliavandeniai. „Organinėje chemijoje“ (888–928 psl.). „Elsevier Inc.“
3. Davisonas, E. (1999). Enciklopedija „Britannica“. Gauta 2019 m. Rugpjūčio 14 d. Iš www.britannica.com/science/carbohydrate/
4. „Huber“, KC ir „BeMiller“, JN (2018). Angliavandeniai. „Organinėje chemijoje“ (888–928 psl.). „Elsevier Inc.“
5. Meino universitetas. (nd). Gauta 2019 m. Rugpjūčio 14 d. Iš www.umaine.edu