Полисахариды - определение, типы, особенности, примеры

Биомолекула , иногда называемая биологической молекулой , — это термин, который относится к молекулам, присутствующим в живых существах, которые необходимы для одного или нескольких биологических процессов, таких как деление клеток, морфогенез или развитие. Примерами биомолекул являются большие макромолекулы (или полианионы), такие как белки, углеводы, липиды и нуклеиновые кислоты, а также крошечные молекулы, такие как первичные метаболиты, вторичные метаболиты и природные продукты. Биологические материалы - более широкий термин для этого типа материалов. Биомолекулы являются важными компонентами живых существ. В то время как эндогенные биомолекулы создаются внутри организма, для существования организмов обычно требуются внешние биомолекулы, такие как определенные питательные вещества.

Полисахариды

Polysaccharides are linear or branched chains generated by connecting monosaccharide units with glycosidic connections. Polysaccharides, then, are monosaccharide polymers. Glycosidic linkages are used to connect the monosaccharide units.

Особенности полисахаридов

• Гликаны - это тип несахара.
• Полисахариды представляют собой биологические соединения со значительной молекулярной массой.
• Многие из них нерастворимы в воде.
• Полисахариды не имеют сладкого вкуса.
• Высыхание превращает их в аморфный порошок.
• Полисахариды представляют собой полимеры простых сахаров, соединенных между собой гликозидными связями, представляющими собой ковалентные связи.
• Концы полисахарида могут быть как восстанавливающими (концевой атом углерода не участвует в гликозидной связи), так и невосстанавливающими (концевой атом углерода участвует в гликозидной связи) (концевой атом углерода участвует в гликозидной связи)
• Полисахариды имеют общую формулу (C ₆ H ₁₀ O ₅ )n, где n — количество моносахаридных звеньев и может составлять от 100 до 2500.

Типы полисахаридов

Полисахариды представляют собой полимеры, состоящие из мономерных звеньев, которые могут быть одного или разных типов. Полисахариды подразделяются на следующие категории в зависимости от вида моносахаридных звеньев, из которых они состоят:

1. Гомополисахариды/гомогликаны: мономерная единица только одного типа, например, крахмал, целлюлоза, гликоген, хитин и так далее.
2. Гетерополисахариды/гетерогликаны: Когда мономерные звенья имеют разные типы мономеров. Гиалуроновая кислота, гамма-глобулины, гепарин и другие полисахариды также могут содержать липидные или белковые компоненты.

Полисахариды можно разделить на следующие категории в зависимости от их функциональной роли:

1. Запасные полисахариды: которые используются в качестве запасов пищи или запасной энергии, такие как крахмал и гликоген.
2. Структурные полисахариды: они в первую очередь способствуют созданию структурных компонентов клеток, включая клеточные стенки, такие как целлюлоза, гемицеллюлоза и лигнин.

Примеры полисахаридов

• Крахмал
  • Это наиболее распространенный полисахарид для хранения пищевых продуктов, обнаруженный в растениях.
  • Глюкоза, конечный продукт фотосинтеза, превращается в крахмал и запасается в различных частях растений.
  • Это полимер, состоящий из субъединиц α-D-глюкозы, который бывает двух видов: амилоза и амилопектин.
  • Амилоза представляет собой неразветвленный полимер, состоящий из субъединиц α-D-глюкозы, связанных α-1,4-гликозидными связями.
  • Амилопектин представляет собой разветвленную форму крахмала, в которой субъединицы α-D-глюкозы соединены α-1,6-гликозидной связью.
  • Примерно через каждые 20–30 остатков глюкозы в цепи возникает разветвление.
  • Ферменты амилазы, обнаруженные в слюне и тонком кишечнике, быстро гидролизуют крахмал.
  • Амилоза встречается в природе в спиральной форме. В нем есть промежутки для размещения молекул йода, которые в этом состоянии образуют комплексы амилоза-йод. Эти комплексы имеют иссиня-черный цвет, поэтому при обработке крахмала йодом он становится иссиня-черным.

• Целлюлоза
  • Это еще один основной полимер β-D-глюкозы, обнаруженный в растениях.
  • Это волокнистый, прочный и нерастворимый в воде полимер.
  • Глюкозные звенья соединены в прямую цепь β–1,4 гликозидными связями.
  • Водородная связь возникает между соседними цепями,
  • В результате получается фибрилла с прочностью на растяжение.
  • Поскольку у людей отсутствует фермент «целлюлаза», который разрушает бета-связи в целлюлозе, они не могут ее переваривать.

• Гликоген
  • У млекопитающих гликоген является основным запасным полисахаридом.
  • Гликоген подобен растительному крахмалу и часто упоминается как животный крахмал.
  • Гликоген, как и крахмал, представляет собой полимер глюкозы.
  • В прямых цепях глюкозные звенья соединены α–1,4 гликозидными связями, а точки разветвления – α–1,6 гликозидными связями.
  • Разница между крахмалом и гликогеном заключается в том, что гликоген имеет множество разветвлений в своих цепях.
  • Средняя длина цепи составляет 8-10 остатков глюкозы.
  • Гликоген в основном хранится в печени и мышцах животных, тогда как гликогенез происходит преимущественно в печени.
  • Он функционирует как энергетический резерв животного тела.
  • Гликоген служит хранилищем глюкозы в организме.

• Гемицеллюлоза
  • Это полисахарид, состоящий из различных сахаров, содержащихся в растениях.
  • Гемицеллюлоза содержит глюкозу и ацетильные производные глюкозы.
  • Гемицеллюлоза, как и целлюлоза, содержится в клеточной стенке растений и обеспечивает прочность клеток.
• инулин
  • Многие растения вырабатывают инулин, природный углевод.
  • Это полимер, состоящий из остатков бета-фруктозы, соединенных β-1,2-связями.
  • Инулин представляет собой запасной полисахарид, встречающийся в природе в растениях, не сохраняющих крахмал.
  • Корень цикория является основным источником промышленного извлечения инулина.
  • Инулин используется в производстве пищевых продуктов в качестве заменителя сахара, жира и пшеницы, а также в медицине для оценки функции почек.
  • Инулин также обладает антибактериальным действием.
• Хитин
  • Хитин представляет собой углеводсодержащий азот, который в основном встречается у членистоногих и грибов.
  • Полимер, состоящий из мономеров N-ацетил-D-глюкозамина, соединенных β-1,4-гликозидной связью.
  • Это ключевой компонент экзоскелета насекомых, таких как жуки, пчелы и тараканы, а также членистоногих, таких как крабы и креветки.
  • Важным компонентом клеточной стенки грибов является хитин.
  • Хитозан является водорастворимым производным хитина.
  • В коммерческих целях он используется в качестве биопестицида в сельском хозяйстве и виноделии. Благодаря своим терапевтическим свойствам он также используется в медицине.
• Пектин
  • Пектин представляет собой гетерополисахарид, содержащийся в клеточных стенках растительных клеток.
  • Галактуроновая кислота, производное галактозы, является основным компонентом.
  • Он обнаружен в первичных и средних пластинках растительных клеток, а также в их клеточных стенках.
  • Фруктовая клетчатка также является источником этого питательного вещества.
  • В промышленных масштабах пектин используется в качестве желирующего ингредиента в джемах и желе.
  • Пектин используется для заживления ран, а также в качестве специального медицинского клея.
• Бактериальные полисахариды
  • Бактериальные полисахариды представляют собой группу полисахаридов и производных углеводов, обнаруженных в клеточных стенках и мембранах бактерий.
  • Пептидогликаны, липополисахариды и экзополисахариды являются примерами бактериальных полисахаридов.
  • Основным компонентом клеточной стенки бактерий является пептидогликан.
  • Густые слизеподобные полисахариды, выделяемые патогенными бактериями, образуют вокруг себя капсулоподобную структуру.

Примеры вопросов

Вопрос 1: Что такое полисахариды?

Отвечать:

Polysaccharides are linear or branching chains made up of monosaccharide units linked together by glycosidic bonds. Polysaccharides are polymers made up of monosaccharide monomers. The monosaccharide units are linked together using glycosidic bonds.

Вопрос 2: Каковы функции полисахаридов?

Отвечать:

Polysaccharides have two purposes.

• They are used by plants and animals to store food reserves.
• They make up the structural components of living species’ bodies.

Вопрос 3: Каковы пищевые источники полисахаридов?

Отвечать:

Few examples of foods that are high in polysaccharides:

1. Tubers—Starch is found in potatoes, sweet potatoes, and tapioca.
2. Starch is found in seed grains such as rice, wheat, and maize.
3. Fruits contain pectin;
4. Polysaccharides are abundant in plant gums and resins.

Вопрос 4: Каковы примеры полисахаридов?

Отвечать:

Polysaccharides include cellulose, starch, glycogen, and chitin . In plants and animals, starch and glycogen are store polysaccharides, whereas cellulose and chitin are structural polysaccharides.

Вопрос 5: Что такое гемицеллюлоза?

Отвечать:

It’s a polysaccharide composed of many sugars found in plants. Glucose and glucose acetyl derivatives are found in hemicellulose. Hemicellulose, like cellulose, is found in the cell wall of plants and gives them strength.