HETEROPOLYSAKKARIDER: EGENSKAPER, STRUKTUR, FUNKSJONER - BIOLOGI - 2026

De heteropolysakkarider eller heteroglycans er en gruppe av komplekse karbohydrater som er klassifisert i gruppen av polysakkarider, som inkluderer alle karbohydrater som er sammensatt av mer enn 10 monosakkaridenheter av forskjellige typer sukker.

De fleste av heteropolysakkarider som er syntetisert i naturen inneholder vanligvis bare to forskjellige monosakkarider. I mellomtiden har syntetiske heteropolysakkarider generelt tre eller flere forskjellige monosakkaridenheter.

Eksempel på grunnenheten til et heteropolysakkarid (Kilde: Ccostell via Wikimedia Commons)

Heteropolysakkarider er makromolekyler som har viktige funksjoner for livet. De er sammensatt av flere forskjellige sukkermonomerer (monosakkarider), repetitivt koblet sammen av glykosidbindinger av forskjellige typer.

Blant de komplekse karbohydratene som finnes hyppigst i naturen er hemicellulose, pektiner og agar-agar, og de fleste av disse er polysakkarider av kommersiell interesse for næringsmiddelindustrien.

I medisinsk sammenheng har de mest studerte heteropolysakkaridene vært bindevev, de fra blodgrupper, de som er assosiert med glykoproteiner som y-globulin og glykolipider som belegger nevroner i sentralnervesystemet.

Gjennom årene og med vitenskapelige fremskritt, har det blitt utviklet forskjellige teknikker for å studere heteropolysakkarider, som vanligvis involverer deres nedbrytning i deres bestanddeler monosakkarider og deres individuelle analyse.

Disse separasjonsteknikkene er forskjellige for hvert karbohydrat og avhenger av de fysiske og kjemiske egenskapene til hvert karbohydrat. Kromatografi er imidlertid de mest brukte teknikkene for analyse av heteropolysakkarider.

Kjennetegn og struktur

Heteropolysakkarider er lineære eller forgrenede polymerer sammensatt av repeterende enheter av to eller flere forskjellige monosakkarider. Det må tas med i betraktningen at disse monosakkaridene kanskje eller ikke er i samme forhold.

Heteropolysakkarider har komplekse strukturer, med en generelt forgrenet topologi, og i deres hjemlige tilstand har de en asymmetrisk og noe amorf morfologi.

De repeterende enhetene som utgjør heteropolysakkarider (monosakkarider, disakkarider eller oligosakkarider) er koblet sammen ved a- eller ß-glukosidbindinger. I disse enhetene er det vanlig å observere modifikasjoner eller substitusjoner som metyl- og acetylgrupper og andre, spesielt i grenene.

Videre kan assosiasjonen av visse molekyler til heteropolysakkarider gi sistnevnte en nettoladning, som har viktige fysiologiske funksjoner i forskjellige typer celler.

Bakterielle karbohydrater

Mikrobielle heteropolysakkarider består av repeterende enheter på tre til åtte monosakkarider som kan være lineære eller forgrenede. De er vanligvis sammensatt av monosakkaridene D-glukose, D-galaktose og L-rhamnose i forskjellige proporsjoner.

Fucose, mannose, ribose, fruktose, monosakkarider og monosakkarider substituert med glyserol og andre kan oppnås, men i mindre grad.

Egenskaper

Typisk fungerer heteropolysakkarider som ekstracellulære bærere for organismer i alle riker, fra bakterier til mennesker. Disse sukkerene, sammen med fibrøse proteiner, er de viktigste komponentene i den ekstracellulære matrisen hos dyr og mellomliggende lamina i planter.

Heteropolysakkarider er ofte funnet i forbindelse med proteiner for å danne proteoglykaner, glykosaminoglykaner og til og med mukopolysakkarider. Disse utfører forskjellige funksjoner, fra regulering av absorpsjon av vann, fungerer som en slags cellulær "sement" og fungerer som et biologisk smøremiddel, blant mange andre.

Heteropolysakkarider i bindevev har syregrupper i strukturer. Disse fungerer som broer mellom vannmolekylene og metallionene. Det vanligste heteropolysakkaridet i disse vevene er uronsyre med sulfaterte substitusjoner.

Proteoglykaner kan bli funnet som strukturelle elementer i plasmamembranen, og fungerer som koreceptorer i mottak av stimuli på overflaten av cellemembranen og stimulerer interne responsmekanismer.

Globuliner er glykoproteiner som er en del av immunsystemet til mange dyr og baserer sitt gjenkjennelsessystem på den delen av heteropolysakkaridene som de har i det ytterste laget.

Hepariner har antikoagulasjonsfunksjoner og er mukoglakaner som bruker disakkarider med sulfaterte substituenter for å redusere deres negative ladning og forstyrre forbindelsen mellom trombin og trombocytter, som igjen favoriserer bindingen av antitrombiner og inaktiverer protrombiner.

eksempler

hemicellulose

Dette uttrykket omfatter en gruppe heteropolysakkarider som inkluderer monosakkarider så som glukose, xylose, mannose, arabinose, galaktose og forskjellige uronsyrer i deres struktur. Imidlertid er de vanligste strukturene lineære polymerer av xylaner og xyloglykaner forbundet med ß-1,4 bindinger.

Disse heteropolysakkaridene er veldig tallrike i celleveggen til planter. De er også løselige i konsentrerte alkaliske oppløsninger, og noen typer utvikler en fibrillarform der de fungerer som sementeringsmidler i plantevev.

pektin

Pektiner er polysakkarider i mellomlaget mellom cellevegger av primær opprinnelse i planter. Hovedkomponenten er D-galakturonsyre bundet av en a-D-1,4-binding, hvor noen karboksyler kan forestres med metylgrupper.

Denne typen sukker har muligheten til lett å polymerisere i kontakt med metylestere og andre sukkerarter som galaktose, rabbinose og rhamnose. De er mye brukt i næringsmiddelindustrien for å gi fasthet til noen produkter som syltetøy, kompotter og sukkerholdig tannkjøtt.

heparin

Det er en antikoagulant som produseres i blodet og i forskjellige organer som lunger, nyrer, lever og milt hos dyr. Den består av 12 til 50 repetisjoner av D-glukuronsyre eller L-iduronsyre og N-acetyl-D-glukosamin. Hepariner er polysakkarider av typen glykosaminoglykan med en sterk negativ ladning.

Hepariner er av stor industriell betydning og oppnås kunstig fra genteknologi i bakterier eller naturlig fra lungene til storfe eller tarmslimhinnen hos griser.

Hyaluronsyre

Dette er et av medikamentene som er mest brukt i den estetiske industrien som smøremiddel på grunn av dets viskøse, elastiske og reologiske egenskaper. Det brukes som et øyesmøremiddel, en støtdemper i leddene og for å utsette aldringsprosesser, siden det reduserer aktiviteten til celler i cellesyklusen.

Det er en polymer som tilhører gruppen glykosaminoglykaner og er sammensatt av D-glukuronsyre og N-acetyl-D-glukosamin, bundet sammen av en ß-1,3-binding. Det finnes i nesten alle prokaryote og eukaryote celler, spesielt i bindevev og på huden til dyr.

referanser

1. Delgado, LL, & Masuelli, M. (2019). Polysakkarider: konsepter og klassifisering. Evolution in Polymer Technology Journal, 2 (2), 2–7.
2. Huber, KC, & BeMiller, JN (2018). Karbohydrater. I organisk kjemi (s. 888-928). Elsevier Inc.
3. Davison, E. (1999). Encyclopaedia Britannica. Hentet 14. august 2019, fra www.britannica.com/science/carbohydrate/
4. Huber, KC, & BeMiller, JN (2018). Karbohydrater. I organisk kjemi (s. 888-928). Elsevier Inc.
5. University of Maine. (Nd). Hentet 14. august 2019, fra www.umaine.edu