- Charakteristiky a štruktúra
- Bakteriálne uhľohydráty
- Vlastnosti
- Príklady
- hemicelulóza
- pektín
- heparín
- Kyselina hyalurónová
- Referencie
Tieto heteropolysacharidy alebo heteroglycans sú skupina komplexných sacharidov zaradených do skupiny polysacharidov, ktoré zahŕňajú všetky sacharidy, ktoré sú zložené z viac ako 10 monosacharidových jednotiek rôznych typov cukrov.
Väčšina heteropolysacharidov syntetizovaných v prírode zvyčajne obsahuje iba dva rôzne monosacharidy. Medzitým syntetické heteropolysacharidy všeobecne obsahujú tri alebo viac rôznych monosacharidových jednotiek.
Príklad základnej jednotky heteropolysacharidu (Zdroj: Ccostell prostredníctvom Wikimedia Commons)
Heteropolysacharidy sú makromolekuly, ktoré plnia základné funkcie života. Skladajú sa z viacerých rôznych cukrových monomérov (monosacharidov), opakovane vzájomne spojených glykozidickými väzbami rôznych typov.
Medzi komplexné sacharidy najčastejšie sa vyskytujúce v prírode patria hemicelulóza, pektíny a agar-agar a väčšina z nich sú polysacharidy komerčne zaujímavé pre potravinársky priemysel.
V lekárskom kontexte boli najviac študovanými heteropolysacharidmi spojivové tkanivá, krvné skupiny, tie spojené s glykoproteínmi, ako je y-globulín a glykolipidy, ktoré obalujú neuróny v centrálnom nervovom systéme.
V priebehu rokov as vedeckým pokrokom sa vyvinuli rôzne techniky na štúdium heteropolysacharidov, ktoré vo všeobecnosti zahŕňajú ich rozklad na monosacharidy, z ktorých pochádzajú, a ich individuálnu analýzu.
Tieto separačné techniky sa líšia pre každý uhľohydrát a závisia od fyzikálnych a chemických charakteristík každého uhľohydrátu. Chromatografia je však najbežnejšie používanou technikou na analýzu heteropolysacharidov.
Charakteristiky a štruktúra
Heteropolysacharidy sú lineárne alebo rozvetvené polyméry zložené z opakujúcich sa jednotiek dvoch alebo viacerých rôznych monosacharidov. Je potrebné vziať do úvahy, že tieto monosacharidy môžu alebo nemusia byť v rovnakom pomere.
Heteropolysacharidy majú zložité štruktúry s všeobecne rozvetvenou topológiou a vo svojom pôvodnom stave majú asymetrickú a trochu amorfnú morfológiu.
Opakujúce sa jednotky, ktoré tvoria heteropolysacharidy (monosacharidy, disacharidy alebo oligosacharidy), sú navzájom spojené a- alebo p-glukozidickými väzbami. V týchto jednotkách je bežné pozorovať modifikácie alebo substitúcie, ako sú metylové a acetylové skupiny a ďalšie, najmä vo vetvách.
Okrem toho, asociácia určitých molekúl s heteropolysacharidmi môže prepožičať posledný uvedený, ktorý má dôležité fyziologické funkcie v rôznych typoch buniek.
Bakteriálne uhľohydráty
Mikrobiálne heteropolysacharidy sú zložené z opakujúcich sa jednotiek troch až ôsmych monosacharidov, ktoré môžu byť lineárne alebo rozvetvené. Zvyčajne sa skladajú z monosacharidov D-glukózy, D-galaktózy a L-ramnózy v rôznych pomeroch.
Fukóza, manóza, ribóza, fruktóza, monosacharidy a monosacharidy substituované glycerolom a ďalšie sa môžu získať, hoci v menšej miere.
Vlastnosti
Heteropolysacharidy zvyčajne fungujú ako extracelulárne nosiče pre organizmy všetkých kráľovstiev, od baktérií až po človeka. Tieto cukry sú spolu s vláknitými proteínmi najdôležitejšími zložkami extracelulárnej matrice u zvierat a medzivrstvy v rastlinách.
Heteropolysacharidy sa často vyskytujú v spojení s proteínmi za vzniku proteoglykánov, glykozaminoglykánov a dokonca mukopolysacharidov. Tieto plnia rôzne funkcie, medzi inými regulujú absorpciu vody, pôsobia ako druh bunkového „cementu“ a fungujú ako biologické mazivá.
Heteropolysacharidy v spojivových tkanivách majú vo svojich štruktúrach kyslé skupiny. Pôsobia ako mosty medzi molekulami vody a kovovými iónmi. Najbežnejším heteropolysacharidom v týchto tkanivách je kyselina urónová so sulfátovanými substitúciami.
Proteoglykány možno nájsť ako štruktúrne prvky plazmatickej membrány, ktoré pôsobia ako korceptory pri prijímaní stimulov na povrchu bunkovej membrány a stimulujú mechanizmy vnútornej odozvy.
Globulíny sú glykoproteíny, ktoré sú súčasťou imunitného systému mnohých zvierat a zakladajú svoj rozpoznávací systém na časti heteropolysacharidov, ktoré majú vo svojej najvzdialenejšej vrstve.
Heparíny majú antikoagulačné funkcie a sú mukoglakány, ktoré používajú disacharidy so sulfátovými substituentmi, aby znížili svoj negatívny náboj a narušili spojenie medzi trombínom a krvnými doštičkami, čo zase uprednostňuje väzbu antitrombínov a inaktivujúcich protrombínov.
Príklady
hemicelulóza
Tento výraz zahŕňa skupinu heteropolysacharidov, ktoré vo svojej štruktúre zahŕňajú monosacharidy, ako je glukóza, xylóza, manóza, arabinóza, galaktóza a rôzne urónové kyseliny. Najbežnejšie štruktúry sú však lineárne polyméry xylánu a xyloglykánu spojené väzbami p-1,4.
Tieto heteropolysacharidy sú veľmi hojné v bunkovej stene rastlín. Sú tiež rozpustné v koncentrovaných alkalických roztokoch a niektoré typy vyvíjajú fibrilárnu formu, kde pôsobia ako cementové činidlá v rastlinnom tkanive.
pektín
Pektíny sú polysacharidy strednej vrstvy medzi bunkovými stenami primárneho pôvodu v rastlinách. Jeho hlavnou zložkou je kyselina D-galakturónová spojená väzbou a-D-1,4, v ktorej niektoré karboxylové skupiny môžu byť esterifikované metylovými skupinami.
Tento typ cukru má schopnosť ľahko polymerizovať v kontakte s metylestermi a inými cukrami, ako sú galaktóza, rabbinóza a ramnóza. V potravinárskom priemysle sa bežne používajú na zvýšenie pevnosti niektorých výrobkov, ako sú džemy, kompóty a sladké gumy.
heparín
Je to antikoagulant, ktorý sa vytvára v krvi a v rôznych orgánoch, ako sú pľúca, obličky, pečeň a slezina zvierat. Skladá sa z 12 až 50 opakovaní kyseliny D-glukurónovej alebo kyseliny L-idurónovej a N-acetyl-D-glukozamínu. Heparíny sú polysacharidy typu glykozaminoglykánu so silným negatívnym nábojom.
Heparíny majú veľký priemyselný význam a získavajú sa umelo z genetického inžinierstva v baktériách alebo prirodzene z pľúc hovädzieho dobytka alebo z črevnej sliznice ošípaných.
Kyselina hyalurónová
Toto je jedno z liekov, ktoré sa najčastejšie používajú v estetickom priemysle ako mazivo kvôli svojim viskóznym, elastickým a reologickým vlastnostiam. Používa sa ako očné mazivo, tlmič nárazov v kĺboch a na oneskorenie procesov starnutia, pretože znižuje aktivitu buniek v bunkovom cykle.
Je to polymér patriaci do skupiny glykozaminoglykánov a je zložený z kyseliny D-glukurónovej a N-acetyl-D-glukozamínu, ktoré sú spojené väzbou p-1,3. Nachádza sa takmer vo všetkých prokaryotických a eukaryotických bunkách, najmä v spojivových tkanivách a koži zvierat.
Referencie
- Delgado, LL a Masuelli, M. (2019). Polysacharidy: Koncepty a klasifikácia. Evolution in Polymer Technology Journal, 2 (2), 2–7.
- Huber, KC a BeMiller, JN (2018). Sacharidy. In Organic Chemistry (str. 888 - 928). Elsevier Inc.
- Davison, E. (1999). Encyklopédia Britannica. Získané 14. augusta 2019 z adresy www.britannica.com/science/carbohydrate/
- Huber, KC a BeMiller, JN (2018). Sacharidy. In Organic Chemistry (str. 888 - 928). Elsevier Inc.
- Univerzita v Maine. (Nd). Získané 14. augusta 2019, z www.umaine.edu