- Ominaisuudet ja rakenne
- Ainesosien monosakkaridien ominaisuudet
- Hiilihydraattien luokittelu
- ominaisuudet
- esimerkit
- Tärkkelys
- glykogeenin
- Selluloosa
- kitiini
- dekstraani
- Viitteet
Homopolysakkaridit tai homoglycans ovat ryhmä monimutkaisia hiilihydraatteja luokitellaan polysakkaridien ryhmään. Näihin sisältyvät kaikki hiilihydraatit, joissa on yli kymmenen yksikköä saman tyyppistä sokeria.
Polysakkaridit ovat välttämättömiä makromolekyylejä, jotka koostuvat useista sokerimonomeereistä (monosakkarideista), jotka on toistuvasti kytketty toisiinsa glykosidisidoksilla. Nämä makromolekyylit ovat suurin uusiutuvien luonnonvarojen lähde maan päällä.
Esimerkki glukaanihomopolysakkaridin perusyksiköstä (Lähde: Homopolysaccharide.svg: * Homopolysaccharide.jpg: Ccostellderivative work: Odysseus1479 (talk) johdannaisteos: Odysseus1479 Wikimedia Commonsin kautta)
Hyviä esimerkkejä homopolysakkaridista ovat tärkkelys ja selluloosa, joita on läsnä suurina määrin kasvi- ja eläinkudoksissa, ja glykogeeni.
Luonnon yleisimmät ja tärkeimmät homopolysakkaridit koostuvat D-glukoositähteistä, mutta on kuitenkin homopolysakkaridit, jotka koostuvat fruktoosista, galaktoosista, mannoosista, arabinoosista ja muista vastaavista sokereista tai näiden johdannaisista.
Niiden rakenteet, koot, pituudet ja molekyylipainot ovat hyvin vaihtelevia, ja ne voidaan määrittää sekä niitä muodostavan monosakkaridityypin että niiden sidosten, joiden avulla nämä monosakkaridit sitoutuvat toisiinsa, ja haarojen läsnäolon tai puuttumisen perusteella.
Niillä on monia toimintoja organismeissa, joissa ne löytyvät, joista erottuu energiavaranto ja solujen rakenne sekä monien kasvien, eläinten, sienten ja mikro-organismien makroskooppiset rungot.
Ominaisuudet ja rakenne
Kuten useimmissa polysakkarideissa, homopolysakkaridit ovat hyvin erilaisia biopolymeerejä sekä toiminnallisesti että rakenteeltaan.
Ne ovat makromolekyylejä, joiden suuri molekyylipaino riippuu olennaisesti niiden muodostavien monomeerien tai monosakkaridien lukumäärästä, ja nämä voivat vaihdella kymmenestä tuhanteen. Molekyylipaino on kuitenkin yleensä määrittelemätön.
Luonnon yleisimmät homopolysakkaridit koostuvat glukoositähteistä, jotka on kytketty toisiinsa a-tyypin tai β-tyypin glukosidisidoksilla, joista niiden toiminta riippuu suuresti.
Α-glukosidisidokset ovat vallitsevia vara-homopolysakkarideissa, koska ne hydrolysoituvat helposti entsymaattisesti. P-glukosidisidoksia, toisaalta, on vaikea hydrolysoida ja ne ovat yleisiä rakenteellisissa homopolysakkarideissa.
Ainesosien monosakkaridien ominaisuudet
Luonnossa on yleistä havaita, että polysakkaridit, mukaan lukien homopolysakkaridit, koostuvat sokerimonomeereistä, joiden rakenne on syklinen ja joissa yksi renkaan atomeista on melkein aina happiatomi ja muut hiiliatomia.
Yleisimmät sokerit ovat heksooseja, vaikkakin voidaan löytää myös pentooseja ja niiden renkaat vaihtelevat rakenteellisen konfiguraationsa suhteen tarkasteltavasta polysakkaridista.
Hiilihydraattien luokittelu
Kuten aikaisemmin mainittiin, homopolysakkaridit ovat osa polysakkaridien ryhmää, jotka ovat kompleksisia hiilihydraatteja.
Komplekseihin polysakkarideihin kuuluvat disakkaridit (kaksi sokerijäännöstä, jotka on kytketty toisiinsa yleensä glykosidisidosten kautta), oligosakkaridit (enintään kymmenen sokerijäännöstä kytkettyinä toisiinsa) ja polysakkaridit (joissa on yli kymmenen tähtettä).
Polysakkaridit jaetaan koostumuksensa mukaan homopolysakkarideihin ja heteropolysakkarideihin. Homopolysakkaridit koostuvat saman tyyppisistä sokereista, kun taas heteropolysakkaridit ovat monosakkaridien monimutkaisia seoksia.
Polysakkaridit voidaan myös luokitella niiden funktioidensa perusteella ja on kolme pääryhmää, jotka sisältävät sekä homopolysakkaridit että heteropolysakkaridit: (1) rakenne-, (2) vara- tai (3) muodostavat geelit.
Monimutkaisten hiilihydraattien lisäksi on myös yksinkertaisia hiilihydraatteja, jotka ovat monosakkaridisokereita (yksi sokerimolekyyli).
Sekä homopolysakkaridit, heteropolysakkaridit, oligosakkaridit että disakkaridit voidaan hydrolysoida niiden muodostamiin monosakkarideihin.
ominaisuudet
Koska glukoosi on solujen pääenergiamolekyyli, tämän sokerin homopolysakkaridit ovat erityisen tärkeitä paitsi välittömien metabolisten toimintojen lisäksi myös energian varalle tai varastoinnille.
Esimerkiksi eläimissä vara homomolysakkaridit muunnetaan rasvoiksi, jotka sallivat paljon suurempien energiamäärien varastoinnin massayksikköä kohti ja ovat soluissa "nesteellisempiä", mikä vaikuttaa kehon liikkeeseen.
Teollisuudessa rakenteellisia homopolysakkarideja, kuten selluloosaa ja kitiiniä, käytetään laajasti moniin tarkoituksiin.
Paperi, puuvilla ja puu ovat yleisimpiä esimerkkejä selluloosan teollisesta käytöstä, ja niihin tulisi kuulua myös etanolin ja biopolttoaineiden tuotanto niiden käymisestä ja / tai hydrolyysistä.
Tärkkelystä uutetaan ja puhdistetaan monista erilaisista kasveista, ja sitä käytetään eri tarkoituksiin, sekä gastronomian alalla että biohajoavien muovien ja muiden taloudellisesti ja kaupallisesti tärkeiden yhdisteiden valmistuksessa.
esimerkit
Tärkkelys
Tärkkelys on liukoinen kasvivarannon homopolysakkaridi, joka koostuu D-glukoosiyksiköistä amyloosin (20%) ja amylopektiinin (80%) muodossa. Perunoita, riisiä, papuja, maissia, herneitä ja erilaisia mukuloita löytyy jauhoista.
Amyloosi koostuu lineaarisista D-glukoosiketjuista, jotka on kytketty toisiinsa a-1,4-tyypin glukosidisidoksilla. Amylopektiini koostuu D-glukoosien ketjuista, jotka on kytketty a-1,4-sidoksilla, mutta siinä on myös haarat, jotka on kytketty a-1,6-sidoksilla jokaista 25 glukoositähdettä kohden.
glykogeenin
Eläinten varantopolysakkaridi on homopolysakkaridi, joka tunnetaan nimellä glykogeeni. Kuten tärkkelys, myös glykogeeni koostuu lineaarisista D-glukoosiketjuista, jotka on kytketty toisiinsa a-1,4-sidoksilla, jotka ovat haarautuneita α-1,6-sidosten läsnäolon ansiosta.
Tärkkelykseen verrattuna glykogeenillä on haarat jokaiselle kymmenelle (10) glukoositähdelle. Tällä haarautumisasteella on tärkeitä fysiologisia vaikutuksia eläimissä.
Selluloosa
Selluloosa on liukenematon rakenteellinen homopolysakkaridi, joka muodostaa olennaisen osan kasvien organismien soluseinämiä. Sen rakenne koostuu lineaarisista D-glukoositähteiden ketjuista, jotka on kytketty toisiinsa beeta-1,4-glukosidisidoksilla a-1,4-sidosten sijasta.
P-sidosten läsnäolon takia niiden rakenteessa selluloosaketjut kykenevät muodostamaan ylimääräisiä vety sidoksia toistensa kanssa, luomalla jäykän rakenteen, joka kykenee kestämään painetta.
kitiini
Samoin kuin selluloosa, kitiini on liukenematon rakenteellinen homopolysakkaridi, joka koostuu toistuvista N-asetyyli-glukosamiinin yksiköistä, jotka on kytketty toisiinsa beeta-1,4-tyyppisillä glukosidisidoksilla.
Kuten selluloosa, tämäntyyppinen sidos tarjoaa kitiinille tärkeitä rakenteellisia ominaisuuksia, jotka tekevät siitä ihanteellisen osan niveljalkaisten ja äyriäisten eksoskeletosta. Sitä on myös monien sienten soluseinämissä.
dekstraani
Dekstraani on varahomopolysakkaridi, jota esiintyy hiivassa ja bakteereissa. Kuten kaikki aikaisemmatkin, myös tämä koostuu D-glukooseista, mutta yhdistetään pääasiassa α-1,6-sidoksilla.
Yleinen esimerkki tämän tyyppisestä polysakkaridista on sellainen, jota esiintyy solunulkoisesti hammasplakin bakteereissa.
Viitteet
- Aspinal, G. (1983). Polysakkaridien luokittelu. Julkaisussa Polysaccharides (osa 2, s. 1-9). Academic Press, Inc.
- Clayden, J., Greeves, N., Warren, S., & Wothers, P. (2001). Orgaaninen kemia (1. painos). New York: Oxford University Press.
- Delgado, LL, ja Masuelli, M. (2019). Polysakkaridit: käsitteet ja luokittelu. Evolution in Polymer Technology Journal, 2 (2), 2–7.
- Garrett, R., ja Grisham, C. (2010). Biokemia (4. painos). Boston, USA: Brooks / Cole. CENGAGE -oppiminen.
- Huber, KC, ja BeMiller, JN (2018). Hiilihydraatteja. Julkaisussa Orgaaninen kemia (sivut 888-928). Elsevier Inc.
- Yurkanis Bruice, P. (2003). Orgaaninen kemia. Pearson.