A polysacharid je typ uhlohydrát. Je to polymer vyrobené z řetězců monosacharidů, které jsou spojeny glykosidickými vazbami. Polysacharidy jsou také známé jako glykany. Obvykle polysacharid sestává z více než deseti monosacharidových jednotek, zatímco oligosacharid sestává ze tří až deseti spojených monosacharidů.
Obecně chemický vzorec pro polysacharid je CX(H2Ó)y. Většina polysacharidů sestává z monosacharidů se šesti uhlíky, což vede k vzorci (C6H10Ó5)n. Polysacharidy mohou být lineární nebo rozvětvené. Lineární polysacharidy mohou tvořit tuhé polymery, jako je celulóza na stromech. Rozvětvené formy jsou často rozpustný ve vodě, jako je arabská guma.
Klíčové cesty: Polysacharidy
- Polysacharid je typem sacharidů. Je to polymer složený z mnoha cukerných podjednotek, které se nazývají monosacharidy.
- Polysacharidy mohou být lineární nebo rozvětvené. Mohou sestávat z jediného typu jednoduchého cukru (homopolysacharidy) nebo dvou nebo více cukrů (heteropolysacharidy).
- Hlavní funkce polysacharidů jsou strukturální podpora, ukládání energie a buněčná komunikace.
- Příklady polysacharidů zahrnují celulózu, chitin, glykogen, škrob a kyselinu hyaluronovou.
Homopolysacharid vs. Heteropolysacharid
Polysacharidy mohou být klasifikovány podle svého složení jako homopolysacharidy nebo heteropolysacharidy.
A homopolysacharid nebo homoglykan sestává z jednoho cukr nebo derivát cukru. Například celulóza, škrob a glykogen jsou všechny složeny z glukózových podjednotek. Chitin sestává z opakujících se podjednotek N-acetyl-D-glukosamin, což je derivát glukózy.
A heteropolysacharid nebo heteroglykan obsahuje více než jeden cukr nebo derivát cukru. V praxi se většina heteropolysacharidů skládá ze dvou monosacharidů (disacharidy). Často jsou spojovány s bílkovinami. Dobrým příkladem heteropolysacharidu je kyselina hyaluronová, kterou tvoří N-acetyl-D-glukosamin navázaný na kyselinu glukuronovou (dva různé deriváty glukózy).
Polysacharidová struktura
Polysacharidy se tvoří, když se monosacharidy nebo disacharidy spojují glykosidickými vazbami. Cukry účastnící se dluhopisů se nazývají zbytky. Glykosidická vazba je můstkem mezi dvěma zbytky sestávajícími z atomu kyslíku mezi dvěma uhlíkovými kruhy. Glykosidická vazba je výsledkem a dehydratační reakce (také nazývaná kondenzační reakce). V dehydratační reakci hydroxylová skupina se ztratí z uhlíku jednoho zbytku, zatímco vodík se ztratí z hydroxylové skupiny z jiného zbytku. Molekula vody (H2O) se odstraní a uhlík prvního zbytku se připojí k kyslíku z druhého zbytku.
Konkrétně první uhlík (uhlík-1) jednoho zbytku a čtvrtý uhlík (uhlík-4) druhého zbytku jsou spojeny kyslíkem, čímž se vytvoří 1,4 glykosidická vazba. Existují dva typy glykosidických vazeb, založené na stereochemii atomů uhlíku. A (1 → 4) glykosidická vazba se vytvoří, když dva atomy uhlíku mají stejnou stereochemii nebo pokud OH na uhlíku-1 je pod cukerným kruhem. Vazba β (1 → 4) se vytvoří, když dva atomy uhlíku mají odlišnou stereochemii nebo pokud je OH skupina nad rovinou.
Atomy vodíku a kyslíku ze zbytků tvoří vodíkové vazby s jinými zbytky, což potenciálně vede k extrémně silným strukturám.
Polysacharidové funkce
Tři hlavní funkce polysacharidů poskytují strukturální podporu, ukládání energie a posílání signálů celulární komunikace. Struktura sacharidů do značné míry určuje jeho funkci. Lineární molekuly, jako je celulóza a chitin, jsou silné a tuhé. Celulóza je primární podpůrná molekula v rostlinách, zatímco houby a hmyz se spoléhají na chitin. Polysacharidy používané pro skladování energie mají tendenci se rozvětvovat a skládat na sebe. Protože jsou bohaté na vodíkové vazby, jsou obvykle nerozpustné ve vodě. Příklady skladovacích polysacharidů jsou škrob v rostlinách a glykogen u zvířat. Polysacharidy používané pro buněčnou komunikaci jsou často kovalentně navázány na lipidy nebo proteiny a vytvářejí glykokonjugáty. Sacharidy slouží jako značka, která pomáhá signálu dosáhnout správného cíle. Kategorie glykokonjugátů zahrnují glykoproteiny, peptidoglykany, glykosidy a glykolipidy. Plazmové proteiny jsou například glykoproteiny.
Chemický test
Běžným chemickým testem na polysacharidy je barvení periodickou kyselinou-Schiff (PAS). Kyselina jodistá přerušuje chemickou vazbu mezi sousedními uhlíky, které se nepodílejí na glykosidické vazbě, a vytváří pár aldehydů. Schiffovo činidlo reaguje s aldehydy a poskytuje purpurově fialovou barvu. PAS barvení se používá k identifikaci polysacharidů v tkáních a diagnostikování zdravotních stavů, které mění sacharidy.
Zdroje
- Campbell, N.A. (1996). Biologie (4. ed.). Benjamin Cummings. ISBN 0-8053-1957-3.
- IUPAC (1997). Kompendium chemické terminologie - Zlatá kniha (2. vydání). doi: 10,1351 / zlatá kniha. P04752
- Matthews, C. E.; Van Holde, K. E.; Ahern, K. G. (1999). Biochemie (3. vydání). Benjamin Cummings. ISBN 0-8053-3066-6.
- Varki, A.; Cummings, R.; Esko, J.; Freeze, H.; Stanley, P.; Bertozzi, C.; Hart, G.; Etzler, M. (1999). Základy glykiologie. Cold Spring Har J. Cold Spring Harbor Laboratory Press. ISBN 978-0-87969-560-6.