HETEROPOLYSACKARIDER: EGENSKAPER, STRUKTUR, FUNKTIONER - BIOLOGI - 2025

De heteropolysackarider eller heteroglycans är en grupp av komplexa kolhydrater som klassificeras inom den grupp av polysackarider, som omfattar alla kolhydrater som består av mer än 10 monosackaridenheter av olika typer av sockerarter.

De flesta av heteropolysackariderna som är syntetiserade i naturen innehåller vanligtvis endast två olika monosackarider. Under tiden har syntetiska heteropolysackarider i allmänhet tre eller flera olika monosackaridenheter.

Exempel på basenheten för en heteropolysackarid (Källa: Ccostell via Wikimedia Commons)

Heteropolysackarider är makromolekyler som uppfyller viktiga funktioner för livet. De består av flera olika sockermonomerer (monosackarider), repetitivt kopplade samman med glykosidbindningar av olika slag.

Bland de komplexa kolhydraterna som finns oftast i naturen är hemicellulosa, pektiner och agar-agar, och de flesta av dessa är polysackarider av kommersiellt intresse för livsmedelsindustrin.

I det medicinska sammanhanget har de mest studerade heteropolysackariderna varit bindemedelsvävnadens, blodgruppens, de som är associerade med glykoproteiner såsom y-globulin och glykolipiderna som täcker neuroner i det centrala nervsystemet.

Under åren och med vetenskapliga framsteg har olika tekniker utvecklats för att studera heteropolysackarider, som i allmänhet involverar deras sönderdelning i deras bestående monosackarider och deras individuella analys.

Dessa separeringstekniker är olika för varje kolhydrat och beror på de fysikaliska och kemiska egenskaperna hos varje kolhydrat. Kromatografi är emellertid de mest använda teknikerna för analys av heteropolysackarider.

Egenskaper och struktur

Heteropolysackarider är linjära eller grenade polymerer som består av upprepande enheter av två eller flera olika monosackarider. Det måste beaktas att dessa monosackarider kanske eller inte är i samma andel.

Heteropolysackarider har komplexa strukturer med en generellt grenad topologi och har i sitt ursprungliga tillstånd en asymmetrisk och något amorf morfologi.

De upprepande enheterna som utgör heteropolysackarider (monosackarider, disackarider eller oligosackarider) kopplas samman med a- eller p-glukosidbindningar. I dessa enheter är det vanligt att observera modifieringar eller substitutioner såsom metyl- och acetylgrupper och andra, särskilt i grenarna.

Vidare kan föreningen av vissa molekyler med heteropolysackarider ge den sistnämnda nettoladdningen, som har viktiga fysiologiska funktioner i olika typer av celler.

Bakteriella kolhydrater

Mikrobiella heteropolysackarider består av upprepande enheter av tre till åtta monosackarider som kan vara linjära eller grenade. De består vanligen av monosackariderna D-glukos, D-galaktos och L-rhamnos i olika proportioner.

Fucos, mannos, ribos, fruktos, monosackarider och monosackarider substituerade med glycerol och andra kan erhållas, men i mindre utsträckning.

Funktioner

Vanligtvis fungerar heteropolysackarider som extracellulära bärare för organismer i alla riken, från bakterier till människor. Dessa sockerarter, tillsammans med fibrösa proteiner, är de viktigaste komponenterna i den extracellulära matrisen hos djur och mellanliggande lamina i växter.

Heteropolysackarider finns ofta i samband med proteiner för att bilda proteoglykaner, glykosaminoglykaner och till och med mukopolysackarider. Dessa utför olika funktioner, från att reglera absorptionen av vatten, fungera som ett slags cellulärt "cement" och fungera som ett biologiskt smörjmedel, bland många andra.

Heteropolysackarider i bindväv har syragrupper i sina strukturer. Dessa fungerar som broar mellan vattenmolekylerna och metalljonerna. Den vanligaste heteropolysackariden i dessa vävnader är uronsyra med sulfaterade substitutioner.

Proteoglykaner kan hittas som strukturella element i plasmamembranet, och fungerar som coreceptorer vid mottagandet av stimuli på cellmembranets yta och stimulerar interna responsmekanismer.

Globuliner är glykoproteiner som är en del av immunsystemet hos många djur och baserar deras igenkänningssystem på den del av heteropolysackariderna som de har i deras yttersta skikt.

Hepariner har antikoagulantfunktioner och är mukoglacaner som använder disackarider med sulfaterade substituenter för att minska deras negativa laddning och interferera föreningen mellan trombin och blodplättar, vilket i sin tur gynnar bindningen av antitrombiner och inaktiverar protrombiner.

exempel

hemicellulosa

Denna term omfattar en grupp heteropolysackarider som inkluderar monosackarider såsom glukos, xylos, mannos, arabinos, galaktos och olika uronsyror i deras struktur. De vanligaste strukturerna är emellertid linjära polymerer av xylaner och xyloglykaner länkade med p-1,4-bindningar.

Dessa heteropolysackarider är mycket rikliga i väggens cellvägg. De är också lösliga i koncentrerade alkaliska lösningar och vissa typer utvecklar en fibrillär form där de fungerar som cementeringsmedel i växtvävnad.

Pektin

Pektiner är polysackarider i mittskiktet mellan cellväggar av primärt ursprung i växter. Dess huvudkomponent är D-galakturonsyra kopplad med en a-D-1,4-bindning, i vilken vissa karboxyler kan förestras med metylgrupper.

Denna typ av socker har förmågan att lätt polymerisera i kontakt med metylestrar och andra sockerarter såsom galaktos, rabbinos och rhamnos. De används ofta i livsmedelsindustrin för att ge fasthet till vissa produkter som sylt, kompott och sockerarter.

Heparin

Det är ett antikoaguleringsmedel som produceras i blodet och i olika organ som lungor, njurar, lever och mjälte hos djur. Den består av 12 till 50 upprepningar av D-glukuronsyra eller L-iduronsyra och N-acetyl-D-glukosamin. Hepariner är polysackarider av typen glykosaminoglykan med en stark negativ laddning.

Hepariner är av stor industriell betydelse och erhålls artificiellt från genteknik i bakterier eller naturligt från nötkreaturs lungor eller tarmslemhinnan hos grisar.

Hyaluronsyra

Detta är ett av de läkemedel som används mest i den estetiska industrin som smörjmedel på grund av dess viskösa, elastiska och reologiska egenskaper. Det används som ett ögonsmörjmedel, en stötdämpare i lederna och för att försena åldringsprocesser, eftersom det minskar aktiviteten hos celler i cellcykeln.

Det är en polymer som tillhör gruppen glykosaminoglykaner och består av D-glukuronsyra och N-acetyl-D-glukosamin, kopplade ihop med en P-1,3-bindning. Det finns i nästan alla prokaryota och eukaryota celler, särskilt i bindvävnader och djurens hud.

referenser

1. Delgado, LL, & Masuelli, M. (2019). Polysackarider: begrepp och klassificering. Evolution in Polymer Technology Journal, 2 (2), 2–7.
2. Huber, KC, & BeMiller, JN (2018). Kolhydrater. In Organic Chemistry (sid. 888-928). Elsevier Inc.
3. Davison, E. (1999). Encyclopaedia Britannica. Hämtad 14 augusti 2019 från www.britannica.com/science/carbohydrate/
4. Huber, KC, & BeMiller, JN (2018). Kolhydrater. In Organic Chemistry (sid. 888-928). Elsevier Inc.
5. University of Maine. (Nd). Hämtad 14 augusti 2019 från www.umaine.edu