- Karakteristike i struktura
- Bakterijski ugljikohidrati
- Značajke
- Primjeri
- hemiceluloze
- Pektin
- heparin
- Hijaluronska kiselina
- Reference
U heteropolysaccharides ili heteroglycans su skupina složenih ugljikohidrata klasificirani u skupine polisaharida koji uključuju svih ugljikohidrata koji se sastoje od više od 10 monosaharidnih jedinica različitih vrsta šećera.
Većina heteropolisaharida koji se sintetiziraju u prirodi obično sadrži samo dva različita monosaharida. U međuvremenu, sintetski heteropolisaharidi općenito posjeduju tri ili više različitih monosaharidnih jedinica.
Primjer osnovne jedinice heteropolisaharida (Izvor: Ccostell via Wikimedia Commons)
Heteropolisaharidi su makromolekule koje ispunjavaju osnovne funkcije za život. Sastoji se od više različitih monomera šećera (monosaharida), koji se ponavljaju međusobno povezuju glikozidnim vezama različitih vrsta.
Među složenim ugljikohidratima koji se najčešće nalaze u prirodi su hemiceluloza, pektini i agar-agar, a većina su polisaharidi od komercijalnog interesa za prehrambenu industriju.
U medicinskom kontekstu, najviše su proučavani heteropolisaharidi bili iz vezivnog tkiva, krvnih skupina, onih povezanih s glikoproteinima poput γ-globulina i glikolipida koji prekrivaju neurone u središnjem živčanom sustavu.
Tijekom godina i sa znanstvenim napretkom razvijene su različite tehnike za proučavanje heteropolisaharida, koje uglavnom uključuju njihovo razgradnju u njihove sastavne monosaharide i njihovu pojedinačnu analizu.
Ove tehnike odvajanja su različite za svaki ugljikohidrat i ovise o fizičkim i kemijskim karakteristikama svakog ugljikohidrata. Međutim, kromatografija je najčešće korištena tehnika za analizu heteropolisaharida.
Karakteristike i struktura
Heteropolisaharidi su linearni ili razgranati polimeri koji se sastoje od ponavljajućih jedinica dvaju ili više različitih monosaharida. Mora se uzeti u obzir da ti monosaharidi mogu ili ne moraju biti u istom omjeru.
Heteropolisaharidi imaju složenu strukturu, s općenito razgranatom topologijom i, u svom rodnom stanju, imaju asimetričnu i pomalo amorfnu morfologiju.
Ponavljajuće jedinice koje čine heteropolisaharide (monosaharidi, disaharidi ili oligosaharidi) povezane su α-ili β-glukozidnim vezama. U tim je jedinicama uobičajeno promatrati modifikacije ili supstitucije poput metilnih i acetilnih skupina i drugih, posebno u granama.
Nadalje, udruživanje određenih molekula s heteropolisaharidima može dati potonjem neto naboj koji ima važne fiziološke funkcije u različitim vrstama stanica.
Bakterijski ugljikohidrati
Mikrobni heteropolisaharidi sastoje se od ponavljajućih jedinica od tri do osam monosaharida koji mogu biti ravni ili razgranati. Obično se sastoje od monosaharida D-glukoze, D-galaktoze i L-ramnoze u različitim omjerima.
Mogu se dobiti fukoza, manoza, riboza, fruktoza, monosaharidi i monosaharidi supstituirani glicerolom i drugi, mada u manjem omjeru.
Značajke
Obično heteropolisaharidi djeluju kao izvanćelijski nosači organizama svih kraljevstava, od bakterija do ljudi. Ti su šećeri, zajedno s vlaknastim proteinima, najvažniji sastojci izvanćelijskog matriksa u životinjama i međupredne lamine u biljkama.
Heteropolisaharidi se često nalaze zajedno s proteinima kako bi nastali proteoglikani, glikozaminoglikani, pa čak i mukopolisaharidi. One obavljaju različite funkcije, od reguliranja apsorpcije vode, djelujući kao svojevrsni stanični "cement" i djelujući kao biološko mazivo, između mnogih drugih.
Heteropolisaharidi u vezivnim tkivima imaju kiselinske skupine u svojim strukturama. Oni djeluju kao mostovi između molekula vode i iona metala. Najčešći heteropolisaharid u tim tkivima je uronska kiselina sa sulfatnim supstitucijama.
Proteoglikani se mogu naći kao strukturni elementi plazme membrane, koji djeluju kao jezgre receptora u prijemu podražaja na površini stanične membrane i potiču mehanizme unutarnjeg odgovora.
Globulini su glikoproteini koji su dio imunološkog sustava mnogih životinja i svoj sustav prepoznavanja temelje na dijelu heteropolisaharida koji imaju u njihovom najudaljenijem sloju.
Heparini imaju antikoagulacijske funkcije i mukoglačani su koji koriste disaharide sa sulfatiranim supstituentima da bi smanjili njihov negativni naboj i ometali sjedinjenje između trombina i trombocita, pogodujući, zauzvrat, vezanje antitrombina i inaktiviranje protrombina.
Primjeri
hemiceluloze
Ovaj pojam obuhvaća skupinu heteropolisaharida koji u svojoj strukturi uključuju monosaharide poput glukoze, ksiloze, manoze, arabinoze, galaktoze i različitih uronskih kiselina. Međutim, najčešća struktura su linearni polimeri ksilana i ksiloglikana povezanih β-1,4 vezama.
Ti heteropolisaharidi su vrlo obilni u staničnoj stijenci biljaka. Također su topljivi u koncentriranim alkalnim otopinama, a neke vrste razvijaju fibrilarni oblik gdje djeluju kao cementno sredstvo u biljnom tkivu.
Pektin
Pektini su polisaharidi srednjeg sloja između staničnih zidova primarnog podrijetla u biljkama. Njegova glavna komponenta je D-galaktoronska kiselina povezana vezom α-D-1,4, u kojoj se neki karboksili mogu esterificirati s metilnim skupinama.
Ova vrsta šećera može lako polimerizirati u kontaktu s metil esterima i drugim šećerima kao što su galaktoza, rabbinoza i ramnoza. Oni se široko koriste u prehrambenoj industriji kako bi dali čvrstoću nekim proizvodima poput džemova, kompota i slatkih guma.
heparin
To je antikoagulant koji se proizvodi u krvi i u raznim organima poput pluća, bubrega, jetre i slezene životinja. Sastoji se od 12 do 50 ponavljanja D-glukuronske kiseline ili L-iduronske kiseline i N-acetil-D-glukozamina. Heparini su polisaharidi tipa glikozaminoglikana s jakim negativnim nabojem.
Heparini su od velikog industrijskog značaja i dobivaju se umjetno iz genetskog inženjeringa u bakterijama ili prirodno iz pluća goveda ili crijevne sluznice svinja.
Hijaluronska kiselina
Ovo je jedan od lijekova koji se u estetskoj industriji najčešće koriste kao mazivo zbog svojih viskoznih, elastičnih i reoloških svojstava. Koristi se kao sredstvo za podmazivanje očiju, amortizer u zglobovima i za odgađanje procesa starenja, jer smanjuje aktivnost stanica u staničnom ciklusu.
To je polimer koji pripada skupini glikozaminoglikana i sastoji se od D-glukuronske kiseline i N-acetil-D-glukozamina, povezanih zajedno vezom P-1,3. Nalazi se u gotovo svim prokariotskim i eukariotskim stanicama, posebno u vezivnim tkivima i na koži životinja.
Reference
- Delgado, LL i Masuelli, M. (2019). Polisaharidi: pojmovi i klasifikacija. Evolucija u časopisu Polymer Technology Journal, 2 (2), 2–7.
- Huber, KC, i BeMiller, JN (2018). Ugljikohidrata. U organskoj kemiji (str. 888-928). Elsevier Inc.
- Davison, E. (1999). Encyclopaedia Britannica. Preuzeto 14. kolovoza 2019. s www.britannica.com/science/carbohydrate/
- Huber, KC, i BeMiller, JN (2018). Ugljikohidrata. U organskoj kemiji (str. 888-928). Elsevier Inc.
- Sveučilište Maine. (ND). Preuzeto 14. kolovoza 2019. s www.umaine.edu