ХЕТЕРОПОЛИСАХАРИДИ: КАРАКТЕРИСТИКЕ, СТРУКТУРА, ФУНКЦИЈЕ - БИОЛОГИЈА - 2025

У хетерополисахариди или хетероглицанс су група сложених угљених хидрата сврстаних у групу полисахарида, који обухватају све угљене хидрате који се састоје од више од 10 моносахарида јединица различитих типова шећера.

Већина хетерополисахарида који су синтетизовани у природи обично садрже само два различита моносахарида. У међувремену, синтетички хетерополисахариди обично поседују три или више различитих моносахаридних јединица.

Пример основне јединице хетерополисахарида (Извор: Ццостелл виа Викимедиа Цоммонс)

Хетерополисахариди су макромолекуле које испуњавају суштинске функције за живот. Састављени су од више различитих мономера шећера (моносахарида), који се понављају међусобно повезаним гликозидним везама различитих врста.

Међу сложеним угљеним хидратима који се најчешће налазе у природи су хемицелулоза, пектини и агар-агар, а већина њих су полисахариди од комерцијалног значаја за прехрамбену индустрију.

У медицинском контексту, највише проучавани хетерополизахариди су они из везивног ткива, крвних група, они повезани са гликопротеинима као што су γ-глобулин и гликолипиди који прекривају неуроне у централном нервном систему.

Са проласком година и научним напретком, развиле су се различите технике за проучавање хетерополисахарида, које углавном укључују њихово разлагање у саставне моносахариде и њихову појединачну анализу.

Ове технике раздвајања су различите за сваки угљени хидрат и зависе од физичких и хемијских карактеристика сваког угљеног хидрата. Међутим, хроматографија је најчешће коришћена техника за анализу хетерополисахарида.

Карактеристике и структура

Хетерополисахариди су линеарни или разгранати полимери сачињени од понављајућих јединица два или више различитих моносахарида. Мора се узети у обзир да ови моносахариди могу или не морају бити у истом пропорцији.

Хетерополисахариди имају сложене структуре, са углавном разгранатом топологијом и, у свом матичном стању, имају асиметричну и помало аморфну ​​морфологију.

Понављајуће јединице које чине хетерополисахариде (моносахариди, дисахариди или олигосахариди) повезане су α- или β-глукозидним везама. У овим јединицама је уобичајено посматрати модификације или супституције попут метилних и ацетил група и других, посебно у гранама.

Даље, удруживање одређених молекула са хетерополисахаридима може донети нето набој потоњем, који има важне физиолошке функције у разним врстама ћелија.

Бактеријски угљени хидрати

Микробни хетерополисахариди састоје се од понављајућих јединица од три до осам моносахарида који могу бити линеарни или разгранати. Они се обично састоје од моносахарида Д-глукозе, Д-галактозе и Л-рамнозе у различитим пропорцијама.

Фукоза, маноза, рибоза, фруктоза, моносахариди и моносахариди супституисани глицеролом и други могу се добити, мада у мањем обиму.

Карактеристике

Обично, хетерополисахариди функционишу као ванћелијски носачи организама свих краљевстава, од бактерија до људи. Ови шећери, заједно са влакнастим протеинима, су најважнији састојци ванћелијског матрикса у животиња и међупредне ламине у биљкама.

Хетерополисахариди се често налазе у вези са протеинима да би формирали протеогликане, гликозаминогликане, па чак и мукополисахариде. Они обављају различите функције, од регулисања апсорпције воде, делујући као својеврсни ћелијски "цемент" и функционишу као биолошко мазиво, између многих других.

Хетерополисахариди у везивним ткивима имају киселинске групе у својим структурама. Они делују као мостови између молекула воде и јона метала. Најчешћи хетерополисахарид у тим ткивима је уронска киселина са сулфатним супституцијама.

Протеогликани се могу наћи као структурни елементи плазма мембране, који делују као језгре рецептора у пријему подражаја на површини ћелијске мембране и стимулишу механизме унутрашњег одговора.

Глобулини су гликопротеини који су део имунолошког система многих животиња и свој систем препознавања заснивају на делу хетерополисахарида који имају у њиховом најудаљенијем слоју.

Хепарини имају антикоагулацијске функције и су мукоглакани који користе дисахариде са сулфатним супституентима да би смањили њихов негативни набој и ометали сједињење тромбина и тромбоцита, потичући заузврат везивање антитромбина и инактивирање протромбина.

Примери

Хемицелулоза

Овај термин обухвата групу хетерополисахарида који у својој структури укључују моносахариде као што су глукоза, ксилоза, маноза, арабиноза, галактоза и разне уронске киселине. Међутим, најчешће структуре су линеарни полимери ксилана и ксилогликана повезаних β-1,4 везама.

Ови хетерополисахариди су веома обилни у ћелијском зиду биљака. Такође су растворљиви у концентрованим алкалним растворима, а неке врсте развијају фибриларни облик где делују као цементно средство у биљном ткиву.

Пектин

Пектини су полисахариди средњег слоја између ћелијских зидова примарног порекла у биљкама. Његова главна компонента је Д-галакторонска киселина повезана а-Д-1,4 везом, у којој се неки карбоксили могу естерификовати метилним групама.

Ова врста шећера има способност лако полимеризације у контакту са метилним естерима и другим шећерима као што су галактоза, раббиноза и рамноза. У широкој употреби у прехрамбеној индустрији дају чврстоћу неким производима попут џемова, компота и слатких десни.

Хепарин

То је антикоагулант који се производи у крви и у разним органима као што су плућа, бубрези, јетра и слезина животиња. Састоји се од 12 до 50 понављања Д-глукуронске киселине или Л-идуронске киселине и Н-ацетил-Д-глукозамина. Хепарини су полисахариди типа гликозаминогликана са јаким негативним набојем.

Хепарини су од великог индустријског значаја и добијају се вештачки из генетског инжењеринга бактеријама или природним путем из плућа говеда или цревне мукозе свиња.

Хијалуронска киселина

Ово је један од лекова који се у естетској индустрији најчешће користе као мазиво због својих вискозних, еластичних и реолошких својстава. Користи се као средство за подмазивање очију, амортизер у зглобовима и за одлагање процеса старења, јер смањује активност ћелија у ћелијском циклусу.

То је полимер који припада групи гликозаминогликана и састоји се од Д-глукуронске киселине и Н-ацетил-Д-глукозамина, повезаних спојем β-1,3. Налази се у готово свим прокариотским и еукариотским ћелијама, посебно у везивним ткивима и на кожи животиња.

Референце

1. Делгадо, ЛЛ и Масуелли, М. (2019). Полисахариди: Појмови и класификација. Еволуција у часопису Полимер Тецхнологи Јоурнал, 2 (2), 2–7.
2. Хубер, КЦ и БеМиллер, ЈН (2018). Угљени хидрати. У органској хемији (стр. 888-928). Елсевиер Инц.
3. Дависон, Е. (1999). Енцицлопаедиа Британница. Преузето 14. августа 2019. са ввв.британница.цом/сциенце/царбохидрате/
4. Хубер, КЦ и БеМиллер, ЈН (2018). Угљени хидрати. У органској хемији (стр. 888-928). Елсевиер Инц.
5. Универзитет у Маину. (нд). Преузето 14. августа 2019 с ввв.умаине.еду