Polysaccharide

[ Điểm đánh giá5/5 ]1 người đã bình chọn
Đã xem: 5561 | Cật nhập lần cuối: 12/28/2016 12:52:01 PM | RSS

Polysaccharides thường khá đồng nhất, có chứa những thay đổi nhỏ của các đơn vị lặp lại. Tùy thuộc vào cấu trúc, các đại phân tử có thể có những tính chất khác biệt với các khối xây dựng monosaccharide của họ. Họ có thể là vô định hình hoặc thậm chí không hòa tan trong nước. Khi tất cả các monosacarit trong một polysaccharide là cùng loại, các polysaccharide được gọi là một homopolysaccharide hoặc homoglycan , nhưng khi có nhiều hơn một loại monosaccharide là hiện tại họ được gọi là heteropolysaccharides hoặc heteroglycans .

Sacarit tự nhiên thường có carbohydrate đơn giản gọi là monosaccharides với công thức chung (CH 2O) nn là ba hoặc nhiều hơn. Ví dụ về các monosacarit là glucose , fructose , và glyceraldehyde . Polysaccharides, trong khi đó, có một công thức chung của C x (H 2 O) y nơi x thường là một số lượng lớn từ 200 đến 2500. Khi các đơn vị lặp đi lặp lại trong xương sống polime là monosaccharides sáu carbon, như thường là trường hợp, các công thức chung để đơn giản hoá (C 6 H 10 O 5 ) n , nơi thường 40≤n≤3000.

Như một quy tắc của ngón tay cái, polysaccharides chứa hơn mười đơn vị monosaccharide, trong khi oligosaccharides chứa 3-10 đơn vị monosaccharide; nhưng cắt chính xác đôi chút khác nhau tùy theo quy ước. Polysaccharide là một lớp học quan trọng của polyme sinh học . Họ chức năng trong cơ thể sống thường là một trong hai structure- hoặc lưu trữ liên quan. Tinh bột (một polymer của glucose) được sử dụng như là một polysaccharide lưu trữ trong các nhà máy, được tìm thấy trong các hình thức của cả hai amylose và các nhánh amylopectin . Ở động vật, glucose polymer có cấu trúc tương tự như là đông hơn nhánh glycogen , đôi khi được gọi là "tinh bột động vật". Tính chất glycogen của cho phép nó được chuyển hóa nhanh hơn, phù hợp với cuộc sống tích cực của các loài động vật di chuyển.

Cellulosechitin là những ví dụ của polysaccharides cơ cấu. Cellulose được sử dụng trong các thành tế bào thực vật và các sinh vật khác, và được cho là phổ biến nhất phân tử hữu cơ trên trái đất. Nó có nhiều công dụng như một vai trò quan trọng trong ngành công nghiệp giấy, dệt may, và được sử dụng làm nguyên liệu để sản xuất tơ nhân tạo (thông qua viscose quá trình), cellulose acetate, nhựa, và nitrocellulose. Chitin có cấu trúc tương tự, nhưng có nitơ -containing chi nhánh phụ, gia tăng sức mạnh của nó. Nó được tìm thấy ở động vật chân đốt khung xương và trong thành tế bào của một số loài nấm . Nó cũng có nhiều công dụng, trong đó có đề phẫu thuật . Polysaccharides cũng bao gồm callose hoặc laminarin , chrysolaminarin , xylan , arabinoxylan , mannan , fucoidangalactomannan .

Cấu trúc

Polysaccharides dinh dưỡng là nguồn phổ biến của năng lượng. Nhiều sinh vật có thể dễ dàng phá vỡ tinh bột thành glucose; Tuy nhiên, hầu hết các sinh vật không thể chuyển hóa cellulose hoặc polysaccharides khác như chitinarabinoxylans . Những loại carbohydrate có thể được chuyển hóa bởi một số vi khuẩn và sinh vật nguyên sinh. Động vật nhai lạimối , ví dụ, sử dụng vi sinh vật để xử lý cellulose .

Mặc dù các carbohydrate phức tạp không phải là rất dễ tiêu hóa, họ cung cấp các yếu tố dinh dưỡng quan trọng đối với con người. Được gọi là chất xơ , các carbohydrate tăng cường tiêu hóa những lợi ích khác. Hoạt động chính của chất xơ là thay đổi bản chất của nội dung của đường tiêu hóa , và thay đổi cách dinh dưỡng và hóa chất khác được hấp thu. Chất xơ hòa tan liên kết với ra mật axit trong ruột non, làm cho chúng ít có khả năng nhập vào cơ thể; này sẽ làm giảm cholesterol nồng độ trong máu. Chất xơ hòa tan cũng làm suy giảm sự hấp thu của đường, làm giảm đáp ứng đường sau khi ăn, lại bình thường nồng độ lipid máu, và một khi lên men trong ruột kết, sản xuất các axit béo chuỗi ngắn như các sản phẩm phụ với các hoạt động sinh lý trên diện rộng (thảo luận dưới đây). Mặc dù chất xơ không hòa tan có liên quan với nguy cơ bệnh tiểu đường giảm, cơ chế mà điều này xảy ra là không rõ.

Chưa chính thức đề nghị như một phần dinh dưỡng thiết yếu (như năm 2005), chất xơ là vẫn được coi là quan trọng đối với chế độ ăn uống, với các cơ quan quản lý ở nhiều nước phát triển đề xuất tăng lượng chất xơ.

Polysaccharides lưu trữ

Tinh bột là một đường polyme trong đó glucopyranose đơn vị này được gắn bởi alpha liên kết. Nó được tạo thành một hỗn hợp amylose (15-20%) và amylopectin (80-85%). Amylose bao gồm một chuỗi tuyến tính của một vài trăm phân tử glucose và amylopectin là một phân tử phân nhánh làm bằng vài ngàn đơn vị glucose (mỗi chuỗi 24-30 đơn vị glucose là một đơn vị của amylopectin). Tinh bột là không hòa tan trong nước . Họ có thể được tiêu hóa mà có thể phá vỡ các alpha- liên kết (glycosizit). Cả hai người và động vật có amylase, vì vậy họ có thể tiêu hóa tinh bột. Khoai tây , gạo , lúa mì , và ngô là nguồn chủ yếu của tinh bột trong chế độ ăn uống của con người. Các thành tạo của tinh bột là những cách mà các nhà máy lưu trữ glucose .

Glycogen

Glycogen phục vụ như lưu trữ năng lượng dài hạn trung học ở động vậtnấm bào, với các cửa hàng năng lượng sơ cấp được tổ chức trong các mô mỡ . Glycogen được thực hiện chủ yếu bởi gan và các cơ bắp , nhưng cũng có thể được thực hiện bởi glycogenesis trong nãodạ dày .

Glycogen là chất tương tự của tinh bột , một polymer glucose trong các nhà máy , và đôi khi được gọi là tinh bột động vật , có một cấu trúc tương tự như amylopectin nhưng phân nhánh rộng rãi hơn và nhỏ gọn hơn so với tinh bột. Glycogen là một polymer của α (1 → 4) glycosizit liên kết, với α (1 → 6) -linked chi nhánh. Glycogen được tìm thấy ở dạng hạt trong bào tương / tế bào chất trong nhiều tế bào loại, và đóng một vai trò quan trọng trong chu trình glucose . Glycogen tạo thành một năng lượng dự trữ có thể được nhanh chóng huy động để đáp ứng một nhu cầu bất ngờ cho glucose, nhưng đó là một ít nhỏ gọn và nhiều hơn nữa có ngay lập tức như một dự trữ năng lượng hơn so với triglycerides (chất béo).

Trong gan tế bào gan , glycogen có thể soạn lên đến tám phần trăm (100-120 g ở người lớn) của trọng lượng tươi ngay sau bữa ăn. Chỉ có glycogen trong gan có thể được truy cập được đến các cơ quan khác. Trong , glycogen được tìm thấy trong một thấp nồng độ của 1-2 phần trăm khối lượng cơ bắp. Số lượng glycogen trong cơ thể, đặc biệt là trong cơ bắp , gancác tế bào máu đỏ -varies với hoạt động thể chất, tỷ lệ trao đổi chất cơ bản , và thói quen ăn uống như ăn chay không liên tục . Một lượng nhỏ glycogen được tìm thấy trong thận , và một lượng nhỏ hơn trong một số thần kinh đệm tế bào trong nãocác tế bào máu trắng . Tử cung cũng lưu trữ glycogen trong khi mang thai, để nuôi dưỡng thai nhi.

Glycogen là sáng tác của một chuỗi nhánh dư lượng glucose. Nó được lưu trữ trong gan và cơ bắp.

  • Đây là một dự trữ năng lượng cho động vật.
  • Nó là hình thức chính của carbohydrate được lưu trữ trong cơ thể động vật.
  • Nó không hòa tan trong nước. Nó chuyển sang màu nâu đỏ khi trộn với iốt.
  • Nó cũng mang lại glucose vào quá trình thủy phân .
  • Polysaccharide

    Sơ đồ 2-D cắt ngang điểm của glycogen. Một protein lõi của glycogenin được bao quanh bởi các chi nhánh của glucose đơn vị. Toàn bộ hạt hình cầu có thể chứa khoảng 30.000 đơn vị glucose.

  • Polysaccharide

    Một quan điểm của các nguyên tử cấu trúc của một sợi nhánh duy nhất của glucose đơn vị trong một glycogen phân tử .

Arabinoxylans

Arabinoxylans được tìm thấy trong cả các thành tế bào sơ cấp và thứ cấp của các nhà máy và các copolyme của hai pentose đường: arabinosexylose .

Cellulose

Các thành phần cấu trúc của nhà máy được hình thành chủ yếu từ cellulose . Gỗ phần lớn là cellulose và lignin , trong khi giấybông là cellulose gần như nguyên chất. Cellulose là một polymer được thực hiện với các đơn vị glucose lặp đi lặp lại liên kết với nhau bởi bêta liên kết. Con người và nhiều loài động vật thiếu một loại enzyme để phá vỡ các bêta mối liên kết, do đó, họ không tiêu hóa cellulose. Một số loài động vật như con mối có thể tiêu hóa cellulose, vì vi khuẩn và có những enzyme có mặt trong ruột của họ. Cellulose không tan trong nước. Nó không thay đổi màu sắc khi trộn với iốt. Mở trình thủy phân, nó mang glucose. Đây là carbohydrate dồi dào nhất trong tự nhiên.

Chitin

Chitin là một trong rất nhiều trong tự nhiên polyme . Nó tạo thành một thành phần cấu trúc của nhiều loài động vật, chẳng hạn như khung xương . Theo thời gian nó là phân hủy sinh học trong môi trường tự nhiên. Phân hủy của nó có thể được xúc tác bởi enzyme gọi là chitinases , được tiết ra bởi vi sinh vật như vi khuẩnnấm , và được sản xuất bởi một số nhà máy. Một số các vi sinh vật có thụ thể để đơn giản đường từ sự phân hủy của chitin. Nếu chitin được phát hiện, sau đó họ sản xuất ra các enzyme để tiêu hóa nó bằng cách tách glycosizit để chuyển hoá thành đường đơn giản và amoniac .

Hóa học, chitin có liên quan chặt chẽ với chitosan (một dẫn xuất tan trong nước hơn chitin). Nó cũng liên quan chặt chẽ với xenlulo ở chỗ nó là một chuỗi dài cành của đường dẫn xuất. Cả hai vật liệu góp phần cấu trúc và sức mạnh, bảo vệ các sinh vật.

Pectin

Pectin là một gia đình của các polysaccharides phức tạp có chứa 1,4-liên kết α-D-galactosyl dư lượng axit uronic. Họ có mặt ở hầu hết các thành tế bào sơ cấp và trong các bộ phận phi gỗ của thực vật trên cạn.

Polysaccharides có tính axit

Polysaccharides có tính axit là polysaccharides có chứa nhóm carboxyl , nhóm phosphate và / hoặc sulfuric este nhóm.

Polysaccharides nang vi khuẩn

Vi khuẩn gây bệnh thường sản xuất một dày, niêm mạc như thế, lớp polysaccharide. Điều này "nang" áo choàng kháng nguyên protein trên bề mặt vi khuẩn mà nếu không sẽ gây ra phản ứng miễn dịch và do đó dẫn đến sự phá hủy của vi khuẩn. Polysaccharides vỏ bao hòa tan trong nước, thường có tính axit, và có trọng lượng phân tử vào thứ tự của 100-2000 kDa . Họ là tuyến tính và bao gồm các tiểu đơn vị thường xuyên lặp đi lặp lại của 1-6 monosacarit . Có sự đa dạng về cấu trúc khổng lồ; gần hai trăm polysaccharides khác nhau được sản xuất bởi E. coli một mình. Hỗn hợp các polysaccharides vỏ bao, hoặc là liên hợp hoặc bản địa được sử dụng như là loại vắc-xin .

Vi khuẩn và nhiều vi sinh vật khác, bao gồm cả nấmtảo , thường tiết ra polysaccharides giúp họ tuân thủ các bề mặt và ngăn ngừa chúng khỏi bị khô. Con người đã phát triển một số các polysaccharides thành các sản phẩm hữu ích, bao gồm xanthan gum , dextran , kẹo cao su welan , gellan gum , kẹo cao su diutan và pullulan .

Hầu hết các polysaccharides triển lãm hữu ích nhớt đàn hồi tính chất khi tan trong nước ở mức rất thấp. Điều này làm cho các chất lỏng khác nhau được sử dụng trong cuộc sống hàng ngày, chẳng hạn như một số loại thức ăn, nước rửa, chất tẩy rửa, và các loại sơn, nhớt khi đứng yên, nhưng nhiều hơn nữa tự do chảy khi thậm chí cắt nhỏ được áp dụng bằng cách khuấy hoặc lắc, đổ, lau, hoặc đánh răng. Khách sạn này được đặt tên pseudoplasticity hoặc mỏng cắt ; các nghiên cứu về các vấn đề như vậy được gọi là lưu biến .
Polysaccharides bề mặt tế bào đóng vai trò đa dạng trong vi khuẩn sinh tháisinh lý học . Họ phục vụ như một rào cản giữa các thành tế bào và môi trường, trung gian tương tác chủ-nhân gây bệnh, và hình thành các thành phần cấu trúc của màng sinh học . Những polysaccharides được tổng hợp từ các nucleotide -activated tiền chất (gọi là đường nucleotide ), và trong hầu hết trường hợp, tất cả các enzyme cần thiết cho sự sinh tổng hợp, lắp ráp và vận chuyển của polyme hoàn thành được mã hóa bởi gen được tổ chức tại các cụm chuyên dụng trong hệ gen của sinh vật . Lipopolysaccharide là một trong những polysaccharides bề mặt tế bào quan trọng nhất, vì nó đóng một vai trò quan trọng trong cấu trúc toàn vẹn của màng bên ngoài, cũng như là một trung gian hòa giải quan trọng của tương tác chủ-nhân gây bệnh.dung dịch nước của các polysaccharide mình có một hành vi tò mò khi khuấy: sau khi khuấy chấm dứt, giải pháp ban đầu tiếp tục xoáy do đà, sau đó chậm vào bế tắc do độ nhớt và đảo ngược hướng một thời gian ngắn trước khi dừng lại. giật này là do hiệu ứng đàn hồi của chuỗi polysaccharide, trước đây kéo dài trong dung dịch, trở lại trạng thái thoải mái của họ.

Các enzym mà làm cho A-band (homopolymeric) và B-band (heteropolymeric) O-kháng nguyên đã được xác định và các con đường trao đổi chất được xác định. Các alginate exopolysaccharide là một copolymer tuyến tính của acid D-mannuronic β-1,4-liên kết và dư lượng axit L-guluronic, và chịu trách nhiệm cho các kiểu hình nhầy của bệnh xơ nang giai đoạn cuối. Các pelPSL loci được hai mới phát hiện ra các cụm gen mã hóa cũng exopolysaccharides tìm thấy là quan trọng cho sự hình thành màng sinh học. Rhamnolipid là một biosurfactant mà sản xuất được quy định chặt chẽ tại các phiên mã cấp độ, nhưng vai trò chính xác rằng nó đóng trong bệnh chưa được hiểu rõ hiện nay. Protein glycosyl hóa , đặc biệt là của Pilinfla , đã trở thành một trọng tâm của nghiên cứu của nhiều nhóm từ khoảng năm 2007, và đã được chứng minh là quan trọng đối với độ bám dính và xâm lược trong quá trình nhiễm khuẩn.

Polysaccharides với không được bảo vệ diol hương thôn hoặc đường amin (tức là một số nhóm OH thay thế bằng amin) cho một tích cực kỳ acid-Schiff vết (PAS). Danh sách các polysaccharides rằng vết với PAS là dài. Mặc dù mucins nguồn gốc biểu mô vết với PAS, mucins xuất xứ mô liên kết có rất nhiều thay axit rằng họ không có đủ glycol hoặc amino-rượu nhóm còn lại để phản ứng với PAS.