Polysakkaridimääritelmä ja toiminnot

polysakkaridi on eräänlainen hiilihydraatti. Se on polymeeri tehty monosakkaridiketjuista, jotka on liitetty glykosidisilla sidoksilla. Polysakkaridit tunnetaan myös glykaaneina. Tavallisesti polysakkaridit koostuvat yli kymmenestä monosakkaridiyksiköstä, kun taas oligosakkaridi koostuu kolmesta kymmeneen kytketystä monosakkaridista.

Yleinen kemiallinen kaava polysakkaridille on C_x(H₂O)_y. Useimmat polysakkaridit koostuvat kuudesta hiilestä koostuvista monosakkarideista, mikä johtaa kaavan (C₆H₁₀O₅)_n. Polysakkaridit voivat olla lineaarisia tai haaroittuneita. Lineaariset polysakkaridit voivat muodostaa jäykkiä polymeerejä, kuten selluloosa puissa. Haaroittuneet muodot ovat usein liukeneva vedessä, kuten arabikumi.

Avainasemassa olevat tuotteet: polysakkaridit

Polysakkaridit voidaan luokitella koostumuksensa perusteella joko homopolysakkarideiksi tai heteropolysakkarideiksi.

homopolysakkaridi tai homoglykaani koostuu yhdestä sokeri tai sokerijohdannainen. Esimerkiksi selluloosa, tärkkelys ja glykogeeni koostuvat kaikki glukoosin alayksiköistä. kitiini koostuu toistuvista alayksiköistä Nasetyyli-D-glukosamiini, joka on glukoosijohdannainen.

heteropolysakkaridi tai heteroglykaani sisältää enemmän kuin yhden sokerin tai sokerijohdannaisen. Käytännössä suurin osa heteropolysakkaridista koostuu kahdesta monosakkaridista (disakkaridit). Ne liittyvät usein proteiineihin. Hyvä esimerkki heteropolysakkaridista on hyaluronihappo, joka koostuu Nasetyyli-D-glukosamiini, joka on kytketty glukuronihappoon (kaksi erilaista glukoosijohdannaista).

Polysakkaridit muodostuvat, kun monosakkaridit tai disakkaridit kytkeytyvät toisiinsa glykosidisidoksilla. Joukkovelkakirjalainoihin osallistuvia sokereita kutsutaan tähteet. Glykosidinen sidos on silta kahden tähteen välillä, jotka koostuvat happiatomista kahden hiilirenkaan välillä. Glykosidinen sidos johtuu a kuivumisreaktio (jota kutsutaan myös kondensaatioreaktioksi). Dehydraatioreaktiossa a hydroksyyliryhmä häviää yhden jäännöksen hiilestä, kun taas vety menetetään hydroksyyliryhmästä toisesta jäännöksestä. Vesimolekyyli (H₂O) poistetaan ja ensimmäisen jäännöksen hiili liittyy happea toisesta jäännöksestä.

Erityisesti yhden jäännöksen ensimmäinen hiili (hiili-1) ja toisen jäännöksen neljäs hiili (hiili-4) yhdistetään hapolla, muodostaen 1,4-glykosidisidoksen. On olemassa kahden tyyppisiä glykosidisidoksia, jotka perustuvat hiiliatomien stereokemiaan. Α (1 → 4) glykosidisidos muodostuu, kun kahdella hiiliatomilla on sama stereokemia tai OH hiilessä-1 on sokerirenkaan alapuolella. P (1 → 4) -sidos muodostuu, kun kahdella hiiliatomilla on erilainen stereokemia tai OH-ryhmä on tason yläpuolella.

Jäännösten vety- ja happiatomit muodostavat vety-sidoksia muiden tähteiden kanssa, mikä voi johtaa erittäin vahvoihin rakenteisiin.

Polysakkaridien kolme päätoimintoa ovat rakenteellisen tuen tarjoaminen, energian varastointi ja solukkoviestinnän signaalien lähettäminen. Hiilihydraattirakenne määrää suurelta osin sen toiminnan. Lineaariset molekyylit, kuten selluloosa ja kitiini, ovat vahvoja ja jäykkiä. Selluloosa on kasvien ensisijainen tukimolekyyli, kun taas sienet ja hyönteiset luottavat kitiiniin. Energian varastointiin käytetyt polysakkaridit ovat yleensä haarautuneita ja taitettuja itsensä päälle. Koska ne ovat rikas vety- sidoksilla, ne ovat yleensä veteen liukenemattomia. Esimerkkejä varastointipolysakkaridista ovat tärkkelys kasveissa ja glykogeeni eläimissä. Solukommunikaatioon käytetyt polysakkaridit sitoutuvat usein kovalenttisesti lipideihin tai proteiineihin muodostaen glykokonjugaatteja. Hiilihydraatti toimii merkkinä auttamaan signaalia saavuttamaan oikea tavoite. Glykokonjugaattien luokkiin kuuluvat glykoproteiinit, peptidoglykaanit, glykosidit ja glykolipidit. Esimerkiksi plasmaproteiinit ovat todella glykoproteiineja.

Yleinen kemiallinen testi polysakkaridille on jaksollinen happo-Schiff (PAS) -värjäys. Jaksollinen happo hajottaa kemiallisen sidoksen vierekkäisten hiilien välillä, jotka eivät osallistu glykosidiseen sidottuun, muodostaen aldehydiparin. Schiff-reagenssi reagoi aldehydien kanssa ja antaa magentan violetin värin. PAS-värjäystä käytetään tunnistamaan kudosten polysakkaridit ja diagnosoimaan sairauksia muuttavat sairaudet.

• Campbell, N.A. (1996). Biologia (4. painos). Benjamin Cummings. ISBN 0-8053-1957-3.
• IUPAC (1997). Kemiallisen terminologian kokoelma - kultakirja (2. painos). doi: 10.1351 / kultakirja. P04752
• Matthews, C. E.; Van Holde, K. E.; Ahern, K. G. (1999). Biokemia (3. painos). Benjamin Cummings. ISBN 0-8053-3066-6.
• Varki, A.; Cummings, R.; Esko, J.; Pakasta, H.; Stanley, P.; Bertozzi, C.; Hart, G.; Etzler, M. (1999). Glykobiologian perusteet. Cold Spring Har J. Cold Spring Harbor Laboratory Press. ISBN 978-0-87969-560-6.