Heteropolysaccharides או heteroglycans הוא קבוצה של פחמימות מורכבות המסווגות בתוך הקבוצה של סוכרים, אשר כוללים את כל הפחמימות כי מורכבות יותר מ -10 יחידות monosaccharide של סוגים שונים של סוכרים.
רוב ההטרופוליסכרידים המסונתזים בטבע מכילים בדרך כלל רק שני מונוסכרידים שונים. בינתיים, בדרך כלל, heteropolysaccharides סינתטיים שלוש יחידות או יותר מונוזכרידים שונים.
דוגמה ליחידה הבסיסית של הטרופוליסכריד (מקור: Ccostell באמצעות ויקימדיה Commons)
Heteropolysaccharides הם מקרומולקולות הממלאות פונקציות חיוניות לכל החיים. הם מורכבים ממונומרים רבים של סוכר שונים (מונוסכרידים), המקושרים זה בזה על ידי קשרים גליקוזידים מסוגים שונים.
בין הפחמימות המורכבות שנמצאות בתדירות הגבוהה ביותר בטבע ניתן למנות Hemulellulose, פקטינים ואגר-אגר, ורובם הם פוליסכרידים בעלי עניין מסחרי לתעשיות המזון.
בהקשר הרפואי, ההטרופוליסכרידים הנחקרים ביותר היו אלה של רקמות חיבור, אלו של קבוצות דם, אלה הקשורים לגליקופרוטאינים כמו γ- גלובולין וגליקוליפידים שמכסים נוירונים במערכת העצבים המרכזית.
עם חלוף השנים וההתקדמות המדעית, פותחו טכניקות שונות לחקר ההטרופוליסכרידים, הכוללות בדרך כלל את פירוקן למונוזכרידים המרכיבים אותם וניתוח הפרט שלהם.
טכניקות הפרדה אלה שונות לכל פחמימה ותלויות במאפיינים הפיזיים והכימיים של כל פחמימה. עם זאת, כרומטוגרפיה היא הטכניקות הנפוצות ביותר לניתוח ההטרופוליסכרידים.
מאפיינים ומבנה
Heteropolysaccharides הם פולימרים לינאריים או מסועפים המורכבים מיחידות חוזרות של שניים או יותר מונוסכרידים שונים. יש לקחת בחשבון שמונוסכרידים אלה עשויים להיות או לא באותה פרופורציה.
Heteropolysaccharides יש מבנים מורכבים, עם טופולוגיה מסועפת בדרך כלל, ובמדינתם מולדתם, יש להם מורפולוגיה א-סימטרית ואמורפית משהו.
היחידות החוזרות המרכיבות את ההטרופוליסכרידים (מונוזכרידים, דיסכרידים או אוליגוסכרידים) מקושרות זו לזו על ידי קשרים α- או β- גלוקוזידיים. ביחידות אלה מקובל לשמור על שינויים או תחליפים כמו קבוצות מתיל ואצטיל ואחרות, בעיקר בענפים.
יתר על כן, שיוך של מולקולות מסוימות להטרופוליסכרידים יכול לתת למטען אחרון נטו, שיש לו פונקציות פיזיולוגיות חשובות בסוגים שונים של תאים.
פחמימות חיידקיות
הטרופוליסכרידים מיקרוביאליים מורכבים מיחידות חוזרות של שלוש עד שמונה מונוסכרידים שיכולים להיות לינאריים או מסועפים. בדרך כלל הם מורכבים מהמונוסכרידים D- גלוקוזה, D- גלקטוזה ו- L-rhamnose בפרופורציות שונות.
ניתן להשיג פוקוזה, מנווזה, ריבוזה, פרוקטוזה, מונוסכרידים ומונוסכרידים שהוחלפו עם גליצרול ואחרים, אם כי במידה פחותה.
מאפיינים
בדרך כלל, ההתרופוליסכרידים מתפקדים כתומכים חוץ תאיים לאורגניזמים מכל הממלכות, מחיידקים ועד לבני אדם. סוכרים אלה, יחד עם חלבונים סיביים, הם המרכיבים החשובים ביותר של המטריצה החוץ תאית בבעלי חיים ושל למינאית הביניים בצמחים.
Heteropolysaccharides נמצאים לעתים קרובות בשילוב עם חלבונים ליצירת proteoglycans, glycosaminoglycans, ואפילו mucopolysaccharides. אלה מבצעים פונקציות שונות, החל מוויסות ספיגת המים, פועלים כסוג של "מלט" סלולרי ומתפקדים כחומר סיכה ביולוגי, בקרב רבים אחרים.
Heteropolysaccharides ברקמות חיבור יש קבוצות חומצות במבנים שלהם. אלה פועלים כגשרים בין מולקולות המים ליוני המתכת. ההטרופוליסכריד השכיח ביותר ברקמות אלה הוא חומצה אורונית עם תחליפים גופרתיים.
ניתן למצוא פרוטוגליקנים כאלמנטים מבניים של קרום הפלזמה, הפועלים כמעליבים בקליטה של גירויים על פני קרום התא ומעוררים מנגנוני תגובה פנימיים.
גלובולינים הם גליקופרוטאינים המהווים חלק ממערכת החיסון של בעלי חיים רבים ומבססים את מערכת ההכרה שלהם על החלק של ההטרופוליסכרידים שיש להם בשכבה החיצונית ביותר.
הפרינים הם בעלי פונקציות נוגדות קרישה והם מוקוקלאקים המשתמשים בתרסיסים עם תחליפים מוגזים כדי להפחית את המטען השלילי שלהם ולהפריע לאיחוד בין תרומבין לטסיות הדם, ומעדיפים, בתורם, את קשירת האנטרומבינים והפעלת הפרתרומבינים.
דוגמאות
Hemicellulose
מונח זה מקיף קבוצה של הטרופוליסכרידים הכוללים מונוזכרידים כמו גלוקוז, קסילוזה, מנה, ארבינוז, גלקטוז, וחומצות אורוניות שונות במבנהם. עם זאת, המבנים הנפוצים ביותר הם פולימרים לינאריים של קסילאנים וקסילוגליקנים המקושרים באמצעות קשרים β-1,4.
ההטרופוליסכרידים הללו נפוצים מאוד בדופן התא של הצמחים. הם גם מסיסים בתמיסות אלקליות מרוכזות וסוגים מסוימים מפתחים צורה סיבית בה הם פועלים כסוכני מלט ברקמות צמחיות.
פקטין
הפקטינים הם פוליסכרידים של השכבה האמצעית בין קירות התא שמקורם ראשוני בצמחים. המרכיב העיקרי שלה הוא חומצה D-galacturonic המקושרת באמצעות קשר α-D-1,4, ובו ניתן לייצר כמה קרבוקסילים באמצעות קבוצות מתיל.
סוג זה של סוכר יכול לפלמל בקלות במגע עם מתיל אסטרים וסוכרים אחרים כמו גלקטוז, רבינוזה ורמנוזה. הם נמצאים בשימוש נרחב בתעשיית המזון כדי לתת תקיפות למוצרים מסוימים כמו ריבות, קומפוטים וחניכיים ממותקים.
הפרין
זהו נוגד קרישה המיוצר בדם ובאיברים שונים כמו ריאות, כליות, כבד וטחול של בעלי חיים. זה מורכב מ 12 עד 50 חזרות של חומצה D-glucuronic או חומצה L-iduronic ו- N-Acetyl-D-glucosamine. הפרינים הם פוליסכרידים מסוג glycosaminoglycan עם מטען שלילי חזק.
הפרינים הם בעלי חשיבות תעשייתית רבה והם מתקבלים באופן מלאכותי מהנדסה גנטית בחיידקים או באופן טבעי מריאות הבקר או מרירית המעי של החזירים.
חומצה היאלורונית
זו אחת התרופות המשמשות ביותר בתעשייה האסתטית כחומר סיכה בשל תכונותיה הצמיגות, האלסטיות והריולוגיות. הוא משמש כחומר סיכה לעיניים, כולם זעזועים במפרקים ולעיכוב תהליכי ההזדקנות, מכיוון שהוא מקטין את פעילות התאים במחזור התא.
זהו פולימר השייך לקבוצת הגליקוזאמינוגליקנים והוא מורכב מחומצה D-glucuronic ו- N-Acetyl-D-glucosamine, המקושרים זה לזה באמצעות קשר β-1,3. הוא נמצא כמעט בכל התאים הפרוקריוטים והאוקריוטים, בעיקר ברקמות חיבור ובעור בעלי החיים.
הפניות
- Delgado, LL, & Masuelli, M. (2019). פוליסכרידים: מושגים וסיווג. האבולוציה בכתב העת Polymer Technology Journal, 2 (2), 2-7.
- Huber, KC, & BeMiller, JN (2018). פחמימות. בכימיה אורגנית (עמ '888-928). Elsevier Inc.
- דייוויסון, א '(1999). אנציקלופדיה בריטניקה. הוחזר ב- 14 באוגוסט 2019 מ- www.britannica.com/science/carbohydrate/
- Huber, KC, & BeMiller, JN (2018). פחמימות. בכימיה אורגנית (עמ '888-928). Elsevier Inc.
- אוניברסיטת מיין. (ד '). הוחזר ב -14 באוגוסט 2019 מ- www.umaine.edu