HOMOPOLYSAKKARIDER: EGENSKAPER, STRUKTUR, FUNKSJONER, EKSEMPLER - BIOLOGI - 2026

De homopolysakkarider eller homoglycans er en gruppe av komplekse karbohydrater som er klassifisert innenfor gruppen av polysakkarider. Disse inkluderer alle karbohydrater som har mer enn ti enheter av samme type sukker.

Polysakkarider er essensielle makromolekyler sammensatt av flere sukkermonomerer (monosakkarider) gjentatte ganger koblet sammen med glykosidbindinger. Disse makromolekylene representerer den største kilden til fornybare naturressurser på jorden.

Eksempel på grunnenheten til et glucan homopolysaccharide (Kilde: Homopolysaccharide.svg: * Homopolysaccharide.jpg: Ccostellderivativt arbeid: Odysseus1479 (snakk) derivatarbeid: Odysseus1479 via Wikimedia Commons)

Gode ​​eksempler på homopolysakkarider er stivelse og cellulose til stede i store mengder i plante- og dyrevev og glykogen.

De vanligste og viktigste homopolysakkarider i naturen består av D-glukoserester, men det er homopolysakkarider sammensatt av fruktose, galaktose, mannose, arabinose og andre lignende sukkerarter eller derivater av disse.

Deres strukturer, størrelser, lengder og molekylvekter er svært varierende og kan bestemmes både av typen monosakkarid som utgjør dem, så vel som av bindningene disse monosakkaridene binder seg til hverandre og tilstedeværelsen eller fraværet av grener.

De har mange funksjoner i organismene der de finnes, blant dem reservatet av energi og struktureringen av celler og de makroskopiske kroppene til mange planter, dyr, sopp og mikroorganismer skiller seg ut.

Kjennetegn og struktur

Som for de fleste polysakkarider, er homopolysakkarider svært forskjellige biopolymerer både i funksjon og struktur.

De er makromolekyler med stor molekylvekt i hovedsak avhenger av antall monomerer eller monosakkarider som utgjør dem, og disse kan variere fra ti til tusen. Imidlertid er molekylvekten generelt ubestemmelig.

De vanligste homopolysakkarider i naturen er sammensatt av glukoserester bundet sammen av a-type eller β-type glukosidbindinger, som deres funksjon i stor grad avhenger av.

De a-glukosidiske bindinger dominerer i reservens homopolysakkarider, siden de lett hydrolyseres enzymatisk. P-glukosidbindingen er derimot vanskelige å hydrolysere og er vanlige i strukturelle homopolysakkarider.

Kjennetegn på de bestanddelige monosakkaridene

Det er vanlig i naturen å oppdage at polysakkarider, inkludert homopolysakkarider, er sammensatt av sukkermonomerer hvis struktur er syklisk, og hvor et av ringatomer nesten alltid er et oksygenatom og de andre er karbon.

De vanligste sukkeretene er heksoser, selv om det også kan finnes pentoser og ringene deres varierer med tanke på deres strukturelle konfigurasjon, avhengig av polysakkaridet som vurderes.

Klassifisering av karbohydrater

Som nevnt tidligere er homopolysakkarider en del av gruppen polysakkarider, som er komplekse karbohydrater.

Komplekse polysakkarider inkluderer disakkarider (to sukkerrester bundet sammen vanligvis gjennom glykosidbindinger), oligosakkarider (opptil ti sukkerrester bundet sammen) og polysakkarider (som har mer enn ti rester).

Polysakkarider deles i henhold til deres sammensetning i homopolysakkarider og heteropolysakkarider. Homopolysakkarider består av samme type sukker, mens heteropolysakkarider er sammensatte blandinger av monosakkarider.

Polysakkarider kan også klassifiseres i henhold til deres funksjoner, og det er tre hovedgrupper som inkluderer både homopolysakkarider og heteropolysakkarider: (1) strukturell (2) reserve eller (3) dannende geler.

I tillegg til komplekse karbohydrater, er det enkle karbohydrater, som er monosakkarid-sukker (et enkelt sukkermolekyl).

Både homopolysakkarider, heteropolysakkarider, oligosakkarider og disakkarider kan hydrolyseres til deres bestanddeler monosakkarider.

Egenskaper

Siden glukose er det viktigste energimolekylet i celler, er homopolysakkaridene til dette sukkeret spesielt viktige ikke bare for umiddelbare metabolske funksjoner, men også for reserve eller lagring av energi.

Hos dyr blir for eksempel reservhomopolysakkarider omdannet til fett, noe som gjør at mye større mengder energi kan lagres per masseenhet og er mer "flytende" i celler, noe som har implikasjoner for kroppsbevegelse.

I industrien utnyttes strukturelle homopolysakkarider som cellulose og kitin mye til en rekke formål.

Papir, bomull og tre er de vanligste eksemplene på industriell bruk for cellulose, og disse bør også omfatte produksjon av etanol og biodrivstoff fra deres fermentering og / eller hydrolyse.

Stivelse blir ekstrahert og renset fra et stort utvalg av planter og brukes til forskjellige formål, både i gastronomisk felt og til fremstilling av biologisk nedbrytbar plast og andre forbindelser av økonomisk og kommersiell betydning.

eksempler

Stivelse

Stivelse er et løselig vegetabilsk reservehomopolysakkarid som er sammensatt av D-glukoseenheter i form av amylose (20%) og amylopektin (80%). Poteter, ris, bønner, mais, erter og forskjellige knoller finnes i mel.

Amylose er sammensatt av lineære kjeder av D-glukoser koblet sammen med glukosidiske bindinger av typen a-1,4. Amylopectin er sammensatt av kjeder med D-glukoser bundet med α-1,4 bindinger, men det har også grener knyttet til α-1,6 bindinger hver 25 glukoserest, omtrent.

glykogen

Reservepolysakkaridet fra dyr er et homopolysakkarid kjent som glykogen. Som stivelse er glykogen sammensatt av lineære kjeder med D-glukoser bundet sammen av α-1,4 bindinger som er sterkt forgrenet takket være tilstedeværelsen av α-1,6 bindinger.

Sammenlignet med stivelse har glykogen grener for hver tiende (10) glukoserest. Denne graden av forgrening har viktige fysiologiske effekter hos dyr.

cellulose

Cellulose er et uoppløselig strukturelt homopolysakkarid som utgjør en grunnleggende del av celleveggene til planteorganismer. Strukturen består av lineære kjeder av D-glukoserester bundet sammen av ß-1,4 glukosidiske bindinger i stedet for α-1,4 bindinger.

Takket være tilstedeværelsen av p-bindinger i deres struktur, er cellulosekjeder i stand til å danne ytterligere hydrogenbindinger med hverandre, noe som skaper en stiv struktur som er i stand til å motstå trykk.

kitin

I likhet med cellulose er kitin et uoppløselig strukturelt homopolysakkarid sammensatt av repeterende enheter av N-acetyl-glukosamin koblet sammen med glukosidiske bindinger av ß-1,4-typen.

Som med cellulose, gir denne typen binding kitin viktige strukturelle egenskaper som gjør det til en ideell komponent i eksoskjelettet til leddyr og krepsdyr. Det er også til stede i celleveggene til mange sopp.

dekstran

Dextran er et reservhomopolysakkarid som finnes i gjær og bakterier. Som alle de forrige er denne også sammensatt av D-glukoser, men hovedsakelig knyttet til α-1,6 bindinger.

Et vanlig eksempel på denne typen polysakkarid er et som er til stede ekstracellulært i tannplakkbakterier.

referanser

1. Aspinal, G. (1983). Klassifisering av polysakkarider. I The Polysaccharides (Vol. 2, s. 1–9). Academic Press, Inc.
2. Clayden, J., Greeves, N., Warren, S., & Wothers, P. (2001). Organisk kjemi (1. utg.). New York: Oxford University Press.
3. Delgado, LL, & Masuelli, M. (2019). Polysakkarider: konsepter og klassifisering. Evolution in Polymer Technology Journal, 2 (2), 2–7.
4. Garrett, R., & Grisham, C. (2010). Biokjemi (4. utg.). Boston, USA: Brooks / Cole. CENGAGE Læring.
5. Huber, KC, & BeMiller, JN (2018). Karbohydrater. I organisk kjemi (s. 888-928). Elsevier Inc.
6. Yurkanis Bruice, P. (2003). Organisk kjemi. Pearson.