A polüsahhariid on teatud tüüpi süsivesikud. See on polümeer valmistatud monosahhariidide ahelatest, mis on ühendatud glükosiidsidemetega. Polüsahhariide tuntakse ka glükaanidena. Kokkuleppeliselt koosneb polüsahhariid enam kui kümnest monosahhariidiühikust, samas kui oligosahhariid koosneb kolmest kuni kümnest ühendatud monosahhariidist.
Üldine keemiline valem polüsahhariidi jaoks on Cx(H2O)y. Enamik polüsahhariide koosneb kuuest süsinikust monosahhariididest, mille tulemuseks on valem (C6H10O5)n. Polüsahhariidid võivad olla hargnemata või hargnenud ahelaga. Lineaarsed polüsahhariidid võivad moodustada jäikaid polümeere, näiteks tselluloos puudes. Hargnenud vormid on sageli lahustuv vees, näiteks kummiaraabik.
Võtmeisikud: polüsahhariidid
- Polüsahhariid on teatud tüüpi süsivesik. See on polümeer, mis koosneb paljudest suhkru alaühikutest ja mida nimetatakse monosahhariidideks.
- Polüsahhariidid võivad olla hargnemata või hargnenud ahelaga. Need võivad koosneda ühte tüüpi lihtsast suhkrust (homopolüsahhariidid) või kahest või enamast suhkrust (heteropolüsahhariidid).
- Polüsahhariidide peamised funktsioonid on struktuuritoetus, energia salvestamine ja rakuühendus.
- Polüsahhariidide näideteks on tselluloos, kitiin, glükogeen, tärklis ja hüaluroonhape.
Homopolüsahhariid vs. Heteropolüsahhariid
Polüsahhariide võib klassifitseerida vastavalt nende koostisele kas homopolüsahhariidideks või heteropolüsahhariidideks.
A homopolüsahhariid või homoglükaan koosneb ühest suhkur või suhkru derivaadid. Näiteks koosnevad tselluloos, tärklis ja glükogeen glükoosi alaühikutest. Kitiin koosneb korduvatest alaühikutest N-atsetüül-D-glükoosamiin, mis on glükoosi derivaat.
A heteropolüsahhariid või heteroglükaan sisaldab rohkem kui ühte suhkrut või suhkru derivaate. Praktikas koosneb enamus heteropolüsahhariide kahest monosahhariidist (disahhariidid). Neid seostatakse sageli valkudega. Heteropolüsahhariidi heaks näiteks on hüaluroonhape, mis koosneb N-atsetüül-D-glükoosamiin, mis on seotud glükuroonhappega (kaks erinevat glükoosi derivaati).
Polüsahhariidide struktuur
Polüsahhariidid moodustuvad, kui monosahhariidid või disahhariidid seovad omavahel glükosiidsidemeid. Võlakirjades osalevaid suhkruid nimetatakse jäägid. Glükosiidside on sild kahe jäägi vahel, mis koosnevad hapnikuaatomist kahe süsiniku ringi vahel. Glükosiidside tuleneb a dehüdratsioonireaktsioon (nimetatakse ka kondensatsioonireaktsiooniks). Dehüdratsioonireaktsioonis a hüdroksüülrühm "jääk kaob ühe jäägi süsinikust, vesinik aga teise jäägi hüdroksüülrühmast. Veemolekul (H2O) eemaldatakse ja esimese jäägi süsinik liitub teisest jäägist hapnikuga.
Täpsemalt, ühe jäägi esimene süsinik (süsinik-1) ja teise jäägi neljas süsinik (süsinik-4) on seotud hapnikuga, moodustades 1,4 glükosiidsideme. On kahte tüüpi glükosiidsidemeid, mis põhinevad süsinikuaatomite stereokeemial. Α (1 → 4) glükosiidside moodustub siis, kui kahel süsinikuaatomil on sama stereokeemia või süsiniku-1 OH on suhkru tuuma all. Β (1 → 4) side moodustub siis, kui kahel süsinikuaatomil on erinev stereokeemia või OH-rühm asub tasapinnast kõrgemal.
Jääkidest vesiniku ja hapniku aatomid moodustavad vesiniksidemeid teiste jääkidega, mille tulemuseks võivad olla eriti tugevad struktuurid.
Polüsahhariidide funktsioonid
Polüsahhariidide kolm peamist funktsiooni on struktuuritoe pakkumine, energia salvestamine ja rakuside signaalide saatmine. Süsivesikute struktuur määrab suuresti selle funktsiooni. Lineaarsed molekulid, nagu tselluloos ja kitiin, on tugevad ja jäigad. Tselluloos on taimedes peamine tugimolekul, seened ja putukad aga toetuvad kitiinile. Energia salvestamiseks kasutatavad polüsahhariidid kipuvad olema hargnenud ja iseenesest volditud. Kuna need on rikkad vesiniksidemetes, on nad vees tavaliselt lahustumatud. Säilituspolüsahhariidide näideteks on tärklis taimedes ja glükogeen loomades. Rakuliseks sideks kasutatavad polüsahhariidid on sageli kovalentselt seotud lipiidide või valkudega, moodustades glükokonjugaadid. Süsivesik toimib sildina, mis aitab signaalil õige sihtmärgini jõuda. Glükokonjugaatide kategooriasse kuuluvad glükoproteiinid, peptidoglükaanid, glükosiidid ja glükolipiidid. Näiteks plasmavalgud on tegelikult glükoproteiinid.
Keemiline test
Polüsahhariidide tavaline keemiline test on perioodiline happe-Schiffi (PAS) värv. Perioodiline hape purustab keemilise sideme külgnevate süsinike vahel, mis ei osale glükosiidses ühenduses, moodustades aldehüüdipaari. Schiffi reagent reageerib aldehüüdidega ja annab magenta lilla värvuse. PAS-i värvimist kasutatakse kudedes polüsahhariidide tuvastamiseks ja süsivesikute muutust põhjustavate haigusseisundite diagnoosimiseks.
Allikad
- Campbell, N. A. (1996). Bioloogia (4. väljaanne). Benjamin Cummings. ISBN 0-8053-1957-3.
- IUPAC (1997). Keemilise terminoloogia kogumik - kuldraamat (2. väljaanne). doi: 10.1351 / kuldraamat. P04752
- Matthews, C E.; Van Holde, K. E.; Ahern, K G. (1999). Biokeemia (3. väljaanne). Benjamin Cummings. ISBN 0-8053-3066-6.
- Varki, A.; Cummings, R.; Esko, J.; Külmutada, H.; Stanley, P.; Bertozzi, C.; Hart, G.; Etzler, M (1999). Glükobioloogia põhialused. Külm kevad Har J Cold Spring Harbori labori ajakirjandus. ISBN 978-0-87969-560-6.