Определение полисахарида

Полисахарид большой молекула сделаны из множества мелких моносахаридов. Моносахариды – это простые сахара, такие как глюкоза. Специальные ферменты связывают эти маленькие мономеры вместе, образуя большие сахарные полимеры или полисахариды. Полисахарид также называют гликаном. Полисахарид может представлять собой гомополисахарид, в котором все моносахариды являются одинаковыми, или гетерополисахарид, в котором моносахариды различаются. В зависимости от того, какие моносахариды связаны и какие атомы углерода в моносахаридах соединяются, полисахариды принимают различные формы. Молекула с прямой цепью моносахаридов называется линейным полисахаридом, в то время как цепь с плечами и витками известна как разветвленный полисахарид.

Функции полисахарида

В зависимости от их структуры, полисахариды могут иметь широкий спектр функций в природе. Некоторые полисахариды используются для накопления энергии, некоторые – для отправки сообщений на сотовые телефоны, а другие – для поддержки клеток и тканей.

Хранение Энергии

Многие полисахариды используются для накопления энергии в организмах. Хотя ферменты, которые производят энергию, действуют только на моносахариды, хранящиеся в полисахариде, полисахариды обычно складываются вместе и могут содержать много моносахаридов в плотной области. Кроме того, поскольку боковые цепи моносахаридов образуют с собой как можно больше водородных связей, вода не может проникать в молекулы, делая их гидрофобный, Это свойство позволяет молекулам оставаться вместе и не растворяться в цитозоль, Это снижает концентрацию сахара в клетка и тогда можно принимать больше сахара. Полисахариды не только сохраняют энергию, но и учитывают изменения в градиент концентрации, которые могут влиять на клеточное поглощение питательных веществ и воды.

Сотовая связь

Многие полисахариды становятся гликоконъюгатами, когда они становятся ковалентно связанными с белками или липидами. Гликолипиды и гликопротеины могут быть использованы для отправки сигналов между клетками и внутри них. Белки направляются на определенный органеллы могут быть «помечены» определенными полисахаридами, которые помогают клетке перемещать ее к определенной органелле. Полисахариды могут быть идентифицированы специальными белками, которые затем помогают связывать белок, везикул или другое вещество для микротрубочек, Система микротрубочек и связанных с ними белков в клетках может доставлять любое вещество в свое предназначенное место после того, как оно будет помечено определенными полисахаридами. Кроме того, многоклеточные организмы имеют иммунную систему, обусловленную распознаванием гликопротеинов на поверхности клеток. Клетки отдельных организмов будут производить специфические полисахариды для украшения своих клеток. Когда иммунная система распознает другие полисахариды и другие гликопротеины, она запускается в действие и уничтожает вторгающиеся клетки.

Сотовая поддержка

Безусловно, одна из самых важных ролей полисахаридов – это поддержка. Все растения на Земле частично поддерживаются полисахаридной целлюлозой. Другие организмы, такие как насекомые и грибы использовать хитин поддержать внеклеточный матрикс вокруг их клеток. Полисахарид может быть смешан с любым количеством других компонентов, чтобы создать ткани, которые являются более жесткими, менее жесткими или даже материалами со специальными свойствами. Между хитином и целлюлозой, как полисахаридами, состоящими из моносахаридов глюкозы, живые организмы ежегодно создают сотни миллиардов тонн. Все, от дерева в деревьях до раковин морских существ, производится в той или иной форме полисахарида. Просто перестраивая структуру, полисахариды могут перейти от молекул хранения к гораздо более сильным волокнистым молекулам. Кольцевая структура большинства моносахаридов способствует этому процессу, как показано ниже.

Структура полисахарида

Все полисахариды образуются одним и тем же основным процессом: моносахариды связаны через гликозидные связи. Когда в полисахариде, отдельные моносахариды известны как остатки. Ниже представлены лишь некоторые из множества моносахаридов, созданных в природе. В зависимости от полисахарида любая комбинация их может быть объединена последовательно.

Структура объединяемых молекул определяет структуру и свойства получаемого полисахарида. Сложное взаимодействие между их гидроксильными группами (ОН), другими боковыми группами, конфигурациями молекул и задействованными ферментами влияет на получаемый в результате полисахарид. Полисахарид, используемый для накопления энергии, обеспечит легкий доступ к моносахаридам при сохранении компактной структуры. Полисахарид, используемый для поддержки, обычно собирается в виде длинной цепи моносахаридов, которая действует как волокно. Многие волокна вместе образуют водородные связи между волокнами, которые усиливают общую структуру материала, как показано на рисунке ниже.

Гликозидные связи между моносахаридами состоят из молекулы кислорода, соединяющей два углеродных кольца. Связь образуется, когда Гидроксильная группа теряется от углерода одной молекулы, а водород теряется гидроксильной группой другой моносахарид, Углерод в первой молекуле заменит кислород из второй молекулы как собственный, и образуется гликозидная связь. Поскольку две молекулы водорода и один кислород удаляются, в результате реакции также образуется молекула воды. Этот тип реакции называется реакцией дегидратации, поскольку вода удаляется из реагентов.

Примеры полисахарида

Целлюлоза и хитин

Целлюлоза и хитин являются структурными полисахаридами, которые состоят из многих тысяч мономеров глюкозы, соединенных в длинные волокна. Единственная разница между двумя полисахаридами заключается в боковых цепях, прикрепленных к углеродным кольцам моносахаридов. В хитине моносахариды глюкозы были модифицированы группой, содержащей больше углерода, азота и кислорода. Боковая цепь создает диполь, который увеличивает водородную связь. В то время как целлюлоза может производить твердые структуры, такие как дерево, хитин может производить даже более твердые структуры, такие как оболочка, известняк и даже мрамор при сжатии.

Оба полисахарида образуют длинные линейные цепи. Эти цепи образуют длинные волокна, которые осаждаются вне клеточная мембрана, Определенные белки и другие факторы помогают волокнам переплетаться в сложную форму, которая удерживается на месте водородными связями между боковыми цепями. Таким образом, простые молекулы глюкозы, которые когда-то использовались для накопления энергии, могут быть преобразованы в молекулы со структурной жесткостью. Единственная разница между структурными полисахаридами и запасными полисахаридами заключается в используемых моносахаридах. Изменяя конфигурацию молекул глюкозы, вместо структурного полисахарида молекула будет разветвляться и хранить гораздо больше связей в меньшем пространстве. Единственная разница между целлюлозой и крахмалом заключается в конфигурации используемой глюкозы.

Гликоген и крахмал

Вероятно, самый важный полисахарид для хранения на планете, гликоген и крахмал производятся животными и растениями соответственно. Эти полисахариды образуются из центральной начальной точки и спирально наружу из-за их сложных структур ветвления. С помощью различных белков, которые прикрепляются к отдельным полисахаридам, большие разветвленные молекулы образуют гранулы или кластеры. Это можно увидеть на изображении ниже молекул гликогена и связанных белков, которые видны в середине.

Когда молекула гликогена или крахмала расщепляется, ответственные ферменты начинаются на концах, наиболее удаленных от центра. Это важно, так как вы заметите, что из-за обширного ветвления есть только 2 начальные точки, но много концов. Это означает, что моносахариды могут быть быстро извлечены из полисахарида и использованы для производства энергии. Единственная разница между крахмалом и гликогеном – это количество ответвлений, приходящихся на молекулу. Это вызвано тем, что разные части моносахаридов образуют связи и разные ферменты, действующие на молекулы. В гликогене ветвь встречается каждые 12 или около того остатков, в то время как в крахмале ветвь встречается только через каждые 30 остатков.

  • моносахаридов – Наименьшая единица молекул сахара или сахара мономер,
  • мономер – Единый объект, который может быть объединен в более крупный объект или полимер.
  • полимер – Включает в себя белки, полисахариды и многие другие молекулы, существующие из более мелких единиц, объединенных вместе.
  • Полипептид – Полимер аминокислотных мономеров, также называемый белком.

викторина

1. Если вы не почистили зубы через некоторое время вы можете заметить, что начинает накапливаться какая-то желтая доска. Часть бляшки состоит из декстранов или полисахаридов, которые бактерии использовать для хранения энергии. Где бактерии получают моносахариды для создания этих полисахаридов?A. Они синтезируют их от солнечного света.B. Они создают их из своих генетический код,C. Они собирают их из остатков пищи, которую вы едите.

Ответ на вопрос № 1

С верно. Каждый раз, когда вы принимаете немного, кусочки пищи застряли между зубами. В большинстве продуктов присутствуют моносахариды, которые могут питать бактерии и позволяют им накапливать энергию в декстранах и создавать зубной налет. Тем не менее, пищеварительный процесс начинается в слюне, и когда пища остается во рту, она продолжает выделять моносахариды, которые обеспечивают рост бактерий. Вот почему важно регулярно чистить и чистить нитью.

2. Растения производят как крахмал амилозу, так и структурную полимерную целлюлозу из единиц глюкозы. Большинство животных не могут переваривать клетчатку. Даже жвачные животные, такие как крупный рогатый скот, не могут переваривать целлюлозу и полагаться на симбиотические внутренние организмы для разрыва связей целлюлозы. Тем не менее, все млекопитающие производят амилазу, фермент, который может расщеплять амилозу. Почему амилаза не может разрушить связи целлюлозы?A. Целлюлоза и амилоза структурно различаются, и амилаза не распознает целлюлозу.B. Гликозидные связи целлюлозы сильнее.C. Внеклеточный матрикс, созданный целлюлозой, не может быть разрушен.

Ответ на вопрос № 2

верно. Хотя для создания обеих молекул используется глюкоза, используются разные конфигурации. В амилозе это вызывает плотную ветвящуюся структуру со многими выставленными точками, которые могут быть переварены амилазой. Амилаза специфически распознает амилозу и не может присоединяться или разрушать связи целлюлозы. Частично это вызвано тем, что связи целлюлозы сильнее, а не гликозидные связи. Целлюлоза обладает рядом других связей, не встречающихся в амилозе, которые имеют место между боковыми цепями. Это также помогает ему сохранять свою форму, но это не невозможно сломать. Коровы проводят много часов, жуя свою пачку растение волокна, медленно разрушая связи между молекулами целлюлозы.

3. Гиалуронан – это молекула, обнаруженная в суставах позвоночных, которая обеспечивает поддержку, создавая желеобразную матрицу для смягчения костей. Гиалуронан создается из нескольких различных моносахаридов, связанных вместе в длинные цепи. Что из следующего описывает гиалуронан? 1. Homopolysaccharide2. Heteropolysaccharide3. Polymer4. мономерA. Все ониB. 1, 3C. 2, 3

Ответ на вопрос № 3

С верно. Гиалуронан представляет собой полисахарид, состоящий из различных типов моносахаридов, что делает его гетерополисахаридом. Он также известен как полимер или молекула, состоящая из мономеров. В этом случае моносахариды являются мономерами.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *