HOMOPOLYSACKARIDER: EGENSKAPER, STRUKTUR, FUNKTIONER, EXEMPEL - BIOLOGI - 2025

De homopolysackarider eller homoglycans är en grupp av komplexa kolhydrater som klassificeras inom gruppen av polysackarider. Dessa inkluderar alla kolhydrater som har mer än tio enheter av samma typ av socker.

Polysackarider är väsentliga makromolekyler som består av flera sockermonomerer (monosackarider) upprepade gånger kopplade samman med glykosidbindningar. Dessa makromolekyler representerar den största källan till förnybara naturresurser på jorden.

Exempel på basenheten för en glukan-homopolysackarid (Källa: Homopolysaccharide.svg: * Homopolysaccharide.jpg: Ccostellderivativt arbete: Odysseus1479 (samtal) derivatarbete: Odysseus1479 via Wikimedia Commons)

Goda exempel på homopolysackarider är stärkelse och cellulosa i stora mängder i växt- och djurvävnader och glykogen.

De vanligaste och viktigaste homopolysackariderna i naturen består av D-glukosrester, men det finns homopolysackarider som består av fruktos, galaktos, mannos, arabinos och andra liknande sockerarter eller derivat av dessa.

Deras strukturer, storlekar, längder och molekylvikter är mycket varierande och kan bestämmas både av typen av monosackarid som utgör dem, liksom av bindningarna som dessa monosackarider binder till varandra och närvaron eller frånvaron av grenar.

De har många funktioner i organismerna där de finns, bland vilka energireserven och struktureringen av celler och de makroskopiska kropparna hos många växter, djur, svampar och mikroorganismer skiljer sig ut.

Egenskaper och struktur

Som för de flesta polysackarider är homopolysackarider mycket olika biopolymerer både i funktion och struktur.

Det är makromolekyler vars stora molekylvikt beror väsentligen på antalet monomerer eller monosackarider som utgör dem, och dessa kan variera från tio till tusentals. Emellertid är molekylvikten generellt obestämd.

De vanligaste homopolysackariderna i naturen består av glukosrester kopplade samman med a-typ eller β-typ glukosidbindningar, på vilka deras funktion i hög grad beror.

De a-glukosidiska bindningarna dominerar i reservhomopolysackariderna, eftersom de lätt hydrolyseras enzymatiskt. P-glukosidbindningarna är å andra sidan svåra att hydrolysera och är vanliga i strukturella homopolysackarider.

Egenskaper för de ingående monosackariderna

Det är vanligt i naturen att upptäcka att polysackarider, inklusive homopolysackarider, består av sockermonomerer vars struktur är cyklisk och där en av ringatomerna nästan alltid är en syreatom och de andra är kol.

De vanligaste sockerarterna är hexoser, även om pentoser också kan hittas och deras ringar varierar med avseende på deras strukturella konfiguration, beroende på vilken polysackarid som beaktas.

Klassificering av kolhydrater

Som nämnts tidigare är homopolysackarider en del av gruppen polysackarider, som är komplexa kolhydrater.

Komplexa polysackarider inkluderar disackarider (två sockerrester kopplade vanligtvis genom glykosidbindningar), oligosackarider (upp till tio sockerrester kopplade ihop) och polysackarider (som har mer än tio rester).

Polysackarider delas upp, enligt deras sammansättning, i homopolysackarider och heteropolysackarider. Homopolysackarider består av samma typ av socker, medan heteropolysackarider är komplexa blandningar av monosackarider.

Polysackarider kan också klassificeras enligt deras funktioner och det finns tre huvudgrupper som inkluderar både homopolysackarider och heteropolysackarider: (1) strukturell, (2) reserv eller (3) bildande geler.

Förutom komplexa kolhydrater finns det enkla kolhydrater, som är monosackaridsockerarter (en enda sockermolekyl).

Både homopolysackarider, heteropolysackarider, oligosackarider och disackarider kan hydrolyseras till deras bestående monosackarider.

Funktioner

Eftersom glukos är den viktigaste energimolekylen i celler är homopolysackariderna i detta socker särskilt viktiga inte bara för omedelbara metaboliska funktioner, utan också för reserv eller lagring av energi.

Hos djur konverteras till exempel reservhomopolysackarider till fetter, vilket gör att mycket större mängder energi kan lagras per enhetsmassa och är mer "flytande" i celler, vilket har konsekvenser för kroppsrörelse.

Inom industrin utnyttjas strukturella homopolysackarider såsom cellulosa och kitin i stor utsträckning för en mängd olika syften.

Papper, bomull och trä är de vanligaste exemplen på industriell användning för cellulosa, och dessa bör också omfatta produktion av etanol och biobränslen från deras jäsning och / eller hydrolys.

Stärkelse extraheras och renas från en mängd olika växter och används för olika ändamål, både inom gastronomiskt område och vid tillverkning av biologiskt nedbrytbar plast och andra föreningar av ekonomisk och kommersiell betydelse.

exempel

Stärkelse

Stärkelse är en löslig vegetabilisk reservhomopolysackarid som består av D-glukosenheter i form av amylos (20%) och amylopektin (80%). Potatis, ris, bönor, majs, ärter och olika knölar finns i mjöl.

Amylos består av linjära kedjor av D-glukoser kopplade samman med glukosidiska bindningar av typen a-1,4. Amylopectin består av kedjor av D-glukoser länkade med α-1,4 bindningar, men det har också grenar länkade med α-1,6 bindningar varje 25 glukosrester, ungefär.

Glykogen

Djurens reservpolysackarid är en homopolysackarid känd som glykogen. Liksom stärkelse består glykogen av linjära kedjor av D-glukoser kopplade samman med a-1,4-bindningar som är mycket grenade tack vare närvaron av a-1,6-bindningar.

Jämfört med stärkelse har glykogen grenar för varje tio (10) glukosrester. Denna grad av förgrening har viktiga fysiologiska effekter hos djur.

Cellulosa

Cellulosa är en olöslig strukturell homopolysackarid som utgör en grundläggande del av väggorganismernas cellväggar. Strukturen består av linjära kedjor av D-glukosrester kopplade samman med ß-1,4 glukosidiska bindningar istället för a-1,4-bindningar.

Tack vare närvaron av p-bindningar i deras struktur kan cellulosakedjor bilda ytterligare vätebindningar med varandra, vilket skapar en stel struktur som kan motstå tryck.

Kitin

I likhet med cellulosa är kitin en olöslig strukturell homopolysackarid som består av upprepande enheter av N-acetyl-glukosamin kopplade samman med glukosidiska bindningar av typen ß-1,4.

Liksom med cellulosa ger denna typ av bindning chitin med viktiga strukturella egenskaper som gör det till en idealisk komponent i exoskeletten av leddjur och kräftdjur. Det finns också i cellväggarna i många svampar.

dextran

Dextran är en reservhomopolysackarid som finns i jäst och bakterier. Liksom alla tidigare är denna också sammansatt av D-glukoser, men övervägande kopplad av α-1,6 bindningar.

Ett vanligt exempel på denna typ av polysackarid är en som förekommer extracellulärt i tandplackbakterier.

referenser

1. Aspinal, G. (1983). Klassificering av polysackarider. I The Polysaccharides (Vol. 2, s. 1–9). Academic Press, Inc.
2. Clayden, J., Greeves, N., Warren, S., & Wothers, P. (2001). Organisk kemi (1: a upplagan). New York: Oxford University Press.
3. Delgado, LL, & Masuelli, M. (2019). Polysackarider: begrepp och klassificering. Evolution in Polymer Technology Journal, 2 (2), 2–7.
4. Garrett, R., & Grisham, C. (2010). Biokemi (4: e upplagan). Boston, USA: Brooks / Cole. CENGAGE Learning.
5. Huber, KC, & BeMiller, JN (2018). Kolhydrater. In Organic Chemistry (sid. 888-928). Elsevier Inc.
6. Yurkanis Bruice, P. (2003). Organisk kemi. Pearson.