HETEROPOLISZACHARIDOK: JELLEMZŐK, SZERKEZET, FUNKCIÓK - BIOLÓGIA - 2025

A heteropoliszacharidok vagy heteroglikánok a poliszacharidok csoportjába sorolt ​​összetett szénhidrátok csoportját képezik, amely magában foglalja az összes olyan szénhidrátot, amely több mint 10 monoszacharid egységből áll, különféle típusú cukrokból.

A természetben szintetizált heteropoliszacharidok többsége általában csak két különféle monoszacharidot tartalmaz. Eközben a szintetikus heteropoliszacharidok általában három vagy több különböző monoszacharid egységet tartalmaznak.

Példa egy heteropoliszacharid alapegységére (Forrás: Ccostell a Wikimedia Commons segítségével)

A heteropoliszacharidok olyan makromolekulák, amelyek az élet szempontjából alapvető funkciókat látnak el. Több különböző cukor-monomerből (monoszacharidokból) állnak, amelyeket különböző típusú glikozid-kötések ismétlődően összekapcsolnak.

A természetben leggyakrabban előforduló összetett szénhidrátok közül a hemicellulóz, a pektinek és az agar-agar, ezek többsége az élelmiszeripar számára kereskedelmi jelentőségű poliszacharid.

Orvosi kontextusban a heteropoliszacharidok közül a leginkább tanulmányozottak voltak a kötőszövetek, a vércsoportok, a glikoproteinekhez, például γ-globulinhoz kapcsolódó glikolipidek és a központi idegrendszer idegsejtjeit borító glikolipidek.

Az évek során és a tudományos haladás során különféle technikákat fejlesztettek ki a heteropoliszacharidok tanulmányozására, amelyek általában magukban foglalják azok bomlását alkotó monoszacharidjaikba és egyedi elemzést.

Ezek az elválasztási technikák az egyes szénhidrátok esetében különböznek, és az egyes szénhidrátok fizikai és kémiai tulajdonságaitól függenek. A heteropoliszacharidok elemzéséhez azonban a kromatográfia a legszélesebb körben alkalmazott módszer.

Jellemzők és felépítés

A heteropoliszacharidok egyenes vagy elágazó polimerek, amelyek kettő vagy több különböző monoszacharid ismétlődő egységeiből állnak. Figyelembe kell venni, hogy ezek a monoszacharidok azonos arányban lehetnek, vagy nem.

A heteropoliszacharidok összetett szerkezetűek, általában elágazó topológiával rendelkeznek, és natív állapotukban aszimmetrikus és kissé amorf morfológiájuk van.

Az ismétlődő egységeket, amelyek heteropoliszacharidokat (monoszacharidokat, diszacharidokat vagy oligoszacharidokat) alkotnak, α- vagy β-glükozid kötések kapcsolják össze. Ezekben az egységekben gyakori a módosítások vagy szubsztitúciók, például a metil- és acetilcsoportok és más csoportok megfigyelése, különösen az ágakban.

Ezenkívül egyes molekulák heteropoliszacharidokkal való asszociációja utóbbi nettó töltést eredményezhet, amelynek különféle sejttípusokban fontos fiziológiai funkciói vannak.

Bakteriális szénhidrátok

A mikrobiális heteropoliszacharidok három - nyolc, egyenes vagy elágazó monoszacharid ismétlődő egységeiből állnak. Általában D-glükóz, D-galaktóz és L-ramnóz monoszacharidokból állnak, különböző arányban.

Glicerinnel helyettesített fukóz, mannóz, ribóz, fruktóz, monoszacharidok és monoszacharidok és mások is előállíthatók, bár kisebb mértékben.

Jellemzők

A heteropoliszacharidok tipikusan extracelluláris hordozókként szolgálnak minden királyságban élő szervezetek számára, baktériumoktól egészen az emberekig. Ezek a cukrok a rostos fehérjékkel együtt az állatok extracelluláris mátrixának és a növények közbenső rétegeinek legfontosabb alkotóelemei.

A heteropoliszacharidokat gyakran találják fehérjékkel együtt proteoglikánok, glikozaminoglikánok és még mukopoliszacharidok előállítására. Ezek különféle funkciókat látnak el, többek között a víz felszívódásának szabályozásáig, egyfajta celluláris "cement" -ként és biológiai kenőanyagként történő működéséig.

A kötőszövetekben lévő heteropoliszacharidok szerkezetében savcsoportok vannak. Ezek hidakként szolgálnak a vízmolekulák és a fémionok között. Ezekben a szövetekben a leggyakoribb heteropoliszacharid az uronsav szulfátált szubsztitúciókkal.

A proteoglikánok a plazmamembrán szerkezeti elemeiként találhatók, amelyek központi receptorként működnek az ingerek vételén a sejtmembrán felületén és stimulálják a belső válaszmechanizmusokat.

A globulinok olyan glikoproteinek, amelyek sok állat immunrendszerének részét képezik, és felismerő rendszerüket a heteropoliszacharidok azon részén alapozzák, amelyek a legkülső rétegükben vannak.

A heparinok véralvadásgátló funkcióval bírnak, és olyan mucoglakanok, amelyek diszacharidokat használnak szulfátált szubsztituensekkel, hogy csökkentsék negatív töltésüket, és megzavarják a trombin és a vérlemezkék közötti egyesülést, elősegítve az antitrombinek kötődését és inaktiválva a protrombinokat.

Példák

hemicellulóz

Ez a kifejezés heteropoliszacharidok csoportját foglalja magában, amelyek szerkezetükben monoszacharidokat, például glükózt, xilózt, mannózt, arabinózt, galaktózt és különféle uronsavakat tartalmaznak. A leggyakoribb struktúrák azonban a xilánok és xiloglikánok lineáris polimerei, amelyeket β-1,4-kötések kötnek össze.

Ezek a heteropoliszacharidok nagyon gazdagok a növények sejtfalában. Oldódnak koncentrált lúgos oldatokban is, és néhány típusban fibrilláris forma alakul ki, ahol cementáló szerekként hatnak a növényi szövetekben.

Pektin

A pektinek a növényekben az elsődleges eredetű sejtfalak közötti középső réteg poliszacharidjai. Fő alkotóeleme a D-galakturonsav, amelyet egy α-D-1,4 kötés köt össze, amelyben néhány karboxilcsoport metilcsoportokkal észterezhető.

Az ilyen típusú cukor képes polimerizálódni metil-észterekkel és más cukrokkal, például galaktózzal, rabbinózzal és ramnozzal érintkezve. Széles körben használják az élelmiszeriparban bizonyos termékek, például dzsemek, kompótok és cukros ínyek szilárdságának biztosítására.

Heparin

Antikoaguláns, amelyet az állatok vérében és különféle szervekben, például tüdőben, vesében, májban és lépben termelődik. 12-50 ismétlésből áll D-glükuronsavból vagy L-iduronsavból és N-acetil-D-glükozaminból. A heparinok glikozaminoglikán típusú poliszacharidok, erős negatív töltéssel.

A heparinok nagy ipari jelentőséggel bírnak, és géntechnológiával nyerik őket baktériumokban vagy természetesen a szarvasmarha tüdejéből vagy a sertések bélnyálkahártyájából.

Hialuronsav

Ez az egyik olyan gyógyszer, amelyet az esztétikai iparban kenőanyagként használnak, viszkózus, rugalmas és reológiai tulajdonságai miatt. Szem-kenőanyagként, amortizátorként használják az ízületekben és késlelteti az öregedési folyamatokat, mivel ez csökkenti a sejtek aktivitását a sejtciklusban.

Ez egy, a glikozaminoglikánok csoportjába tartozó polimer, D-glükuronsavból és N-acetil-D-glükozaminból áll, összekapcsolva β-1,3 kötéssel. Szinte minden prokarióta és eukarióta sejtben megtalálható, különösen a kötőszövetekben és az állatok bőrében.

Irodalom

1. Delgado, LL és Masuelli, M. (2019). Poliszacharidok: Fogalmak és osztályozás. Evolution in Polymer Technology Journal, 2 (2), 2–7.
2. Huber, KC, és BeMiller, JN (2018). Szénhidrátok. In Organic Chemistry (888-928. Oldal). Elsevier Inc.
3. Davison, E. (1999). Encyclopaedia Britannica. Beérkezett 2019. augusztus 14-én, a www.britannica.com/science/carbohydrate/ webhelyről
4. Huber, KC, és BeMiller, JN (2018). Szénhidrátok. In Organic Chemistry (888-928. Oldal). Elsevier Inc.
5. A Maine Egyetem. (ND). Visszakeresve 2019. augusztus 14-én, a www.umaine.edu webhelyről