- Charakteristikos ir struktūra
- Sudėtinių monosacharidų charakteristikos
- Angliavandenių klasifikacija
- funkcijos
- Pavyzdžiai
- Krakmolas
- Glikogenas
- Celiuliozė
- Chitinas
- Dekstranas
- Nuorodos
Į homopolysaccharides ar homoglycans yra sudėtingų angliavandenių priskiriamos polisacharidų grupei grupė. Tai apima visus angliavandenius, turinčius daugiau nei dešimt vienetų tos pačios rūšies cukraus.
Polisacharidai yra būtinos makromolekulės, sudarytos iš daugybės cukrų monomerų (monosacharidų), pakartotinai sujungtų glikozidiniais ryšiais. Šios makromolekulės yra didžiausias atsinaujinančių gamtos išteklių šaltinis žemėje.
Gliukano homopolizacharido pagrindinio vieneto pavyzdys (Šaltinis: Homopolysaccharide.svg: * Homopolysaccharide.jpg: Ccostellderivative work: Odysseus1479 (aptarimas) darinys: Odysseus1479 via Wikimedia Commons).
Geri homopolisaharidų pavyzdžiai yra krakmolas ir celiuliozė, esanti dideliais kiekiais augalų ir gyvūnų audiniuose, ir glikogenas.
Gamtoje dažniausiai pasitaikantys ir svarbiausi homopolisaharidai yra sudaryti iš D-gliukozės liekanų, tačiau yra homopolisaharidų, kuriuos sudaro fruktozė, galaktozė, manozė, arabinozė ir kiti panašūs cukrūs ar jų dariniai.
Jų struktūros, dydžiai, ilgiai ir molekuliniai svoriai yra labai kintami ir gali būti nustatomi tiek pagal juos sudarančio monosacharido tipą, tiek pagal ryšius, su kuriais šie monosacharidai jungiasi vienas su kitu, ir pagal tai, ar yra ar nėra šakų.
Organizmuose, kur jie randami, jie atlieka daugybę funkcijų, tarp kurių išsiskiria energijos atsargos ir ląstelių struktūra bei daugelio augalų, gyvūnų, grybelių ir mikroorganizmų makroskopiniai kūnai.
Charakteristikos ir struktūra
Kaip ir dauguma polisacharidų, homopolisaharidai yra labai įvairūs biopolimerai tiek savo funkcija, tiek struktūra.
Tai yra makromolekulės, kurių didelė molekulinė masė iš esmės priklauso nuo juos sudarančių monomerų ar monosacharidų skaičiaus, ir jų skaičius gali svyruoti nuo dešimties iki tūkstančių. Tačiau molekulinė masė paprastai yra neapibrėžta.
Gamtoje dažniausiai būdingus homopolisaharidus sudaro gliukozės liekanos, sujungtos α arba β tipo glikozidiniais ryšiais, nuo kurių labai priklauso jų veikimas.
Rezerviniuose homopolisahariduose vyrauja α-gliukozidiniai ryšiai, nes jie fermentiniu būdu lengvai hidrolizuojami. Kita vertus, β-gliukozidinius ryšius sunku hidrolizuoti ir jie yra įprasti struktūriniuose homopolisahariduose.
Sudėtinių monosacharidų charakteristikos
Natūralu, kad polisacharidai, įskaitant homopolisaharidus, yra sudaryti iš cukraus monomerų, kurių struktūra yra ciklinė ir kurių vienas žiedo atomas beveik visada yra deguonies atomas, o kiti - anglies.
Labiausiai paplitę cukrūs yra heksozės, nors taip pat galima rasti pentozių ir jų žiedai skiriasi savo struktūrine konfigūracija, atsižvelgiant į nagrinėjamą polisacharidą.
Angliavandenių klasifikacija
Kaip minėta anksčiau, homopolisaharidai priklauso polisacharidų, kurie yra sudėtingi angliavandeniai, grupei.
Kompleksinius polisacharidus sudaro disacharidai (du cukraus likučiai, paprastai sujungti per glikozidinius ryšius), oligosacharidai (iki dešimties cukraus liekanų, sujungtų tarpusavyje) ir polisacharidai (kuriuose yra daugiau nei dešimt liekanų).
Polisacharidai pagal savo sudėtį yra padalijami į homopolisahariidus ir heteropolisaharidus. Homopolisaharidai yra sudaryti iš tos pačios rūšies cukraus, o heteropolisaharidai yra sudėtingi monosacharidų mišiniai.
Polisacharidai taip pat gali būti klasifikuojami pagal jų funkcijas. Yra trys pagrindinės grupės, į kurias įeina ir homopolisaharidai, ir heteropolisaharidai: (1) struktūriniai, (2) rezerviniai arba (3) formuojantys geliai.
Be sudėtinių angliavandenių, yra ir paprastųjų angliavandenių, kurie yra monosacharidiniai cukrūs (viena cukraus molekulė).
Tiek homopolisaharidai, tiek heteropolisaharidai, oligosacharidai ir disacharidai gali būti hidrolizuojami iki jų sudedamųjų dalių monosacharidų.
funkcijos
Kadangi gliukozė yra pagrindinė energijos molekulė ląstelėse, šio cukraus homopolisaharidai yra ypač svarbūs ne tik atliekant neatidėliotinas medžiagų apykaitos funkcijas, bet ir kaupiant ar kaupiant energiją.
Pavyzdžiui, gyvūnai atsarginius homopolisaharidus paverčia riebalais, kurie leidžia kaupti daug didesnį energijos kiekį masės vienete ir yra „skystesni“ ląstelėse, o tai turi įtakos kūno judėjimui.
Pramonėje struktūriniai homopolisaharidai, tokie kaip celiuliozė ir chitinas, yra plačiai naudojami įvairiems tikslams.
Popierius, medvilnė ir mediena yra labiausiai paplitę celiuliozės pramoninio naudojimo pavyzdžiai. Tai taip pat turėtų apimti etanolio ir biodegalų gamybą juos fermentuojant ir (arba) hidrolizuojant.
Krakmolas išgaunamas ir išgryninamas iš įvairių augalų ir yra naudojamas įvairiems tikslams - tiek gastronomijos srityje, tiek biologiškai skaidžių plastikų ir kitų ekonominės ir komercinės svarbos junginių gamyboje.
Pavyzdžiai
Krakmolas
Krakmolas yra tirpus augalinis rezervinis homopolisaharidas, sudarytas iš D-gliukozės vienetų amilozės (20%) ir amilopektino (80%) pavidalu. Miltuose yra bulvių, ryžių, pupelių, kukurūzų, žirnių ir įvairių gumbų.
Amilozę sudaro D-gliukozių tiesinės grandinės, sujungtos α-1,4 tipo gliukozidiniais ryšiais. Amilopektiną sudaro D-gliukozių grandinės, sujungtos α-1,4 ryšiais, tačiau jis taip pat turi šakas, sujungtas α-1,6 ryšiais kas 25 gliukozės liekanas.
Glikogenas
Rezervinis gyvūnų polisacharidas yra homopolisaharidas, žinomas kaip glikogenas. Kaip ir krakmolą, glikogeną sudaro tiesinės D-gliukozės grandinės, sujungtos α-1,4 ryšiais, kurie yra labai išsišakoję dėl α-1,6 jungčių.
Palyginti su krakmolu, glikogenas turi šakas kiekvienam dešimčiui (10) gliukozės likučių. Šis išsišakojimo laipsnis turi svarbų fiziologinį poveikį gyvūnams.
Celiuliozė
Celiuliozė yra netirpus struktūrinis homopolisaharidas, kuris sudaro pagrindinę augalų organizmų ląstelių sienelių dalį. Jo struktūrą sudaro tiesinės D-gliukozės liekanų grandinės, sujungtos β-1,4 gliukozidiniais ryšiais, o ne α-1,4 ryšiais.
Dėl to, kad jų struktūroje yra β jungčių, celiuliozės grandinės gali tarpusavyje sudaryti papildomus vandenilio ryšius, sukurdamos standžią struktūrą, galinčią atlaikyti slėgį.
Chitinas
Panašus į celiuliozę, chitinas yra netirpus struktūrinis homopolisaharidas, sudarytas iš pasikartojančių N-acetil-gliukozamino vienetų, sujungtų tarpusavyje β-1,4 tipo glikozidiniais ryšiais.
Kaip ir celiuliozė, šio tipo jungtys suteikia chitinui svarbių struktūrinių savybių, todėl jis yra idealus nariuotakojų ir vėžiagyvių egzoskeleto komponentas. Jo taip pat yra daugelio grybų ląstelių sienelėse.
Dekstranas
Dekstranas yra atsargusis homopolisaharidas, esantis mielėse ir bakterijose. Kaip ir visus ankstesnius, taip ir šį, taip pat sudaro D-gliukozės, bet daugiausia sujungtos α-1,6 jungtimis.
Dažnas tokio tipo polisacharido pavyzdys yra tas, kuris tarpląsteliniu būdu yra dantų apnašų bakterijose.
Nuorodos
- Aspinal, G. (1983). Polisacharidų klasifikacija. Straipsnyje „Polisacharidai“ (2 tomas, p. 1–9). „Academic Press, Inc.“
- Clayden, J., Greeves, N., Warren, S., & Wothers, P. (2001). Organinė chemija (1-asis leidimas). Niujorkas: „Oxford University Press“.
- Delgado, LL, ir Masuelli, M. (2019). Polisacharidai: sąvokos ir klasifikacija. Evoliucija polimerų technologijos žurnale, 2 (2), 2–7.
- Garrett, R., & Grisham, C. (2010). Biochemija (4-asis leidimas). Bostonas, JAV: Brooks / Cole. CENGAGE mokymasis.
- „Huber“, KC ir „BeMiller“, JN (2018). Angliavandeniai. „Organinėje chemijoje“ (888–928 psl.). „Elsevier Inc.“
- Yurkanis Bruice, P. (2003). Organinė chemija. Pearsonas.