- מאפיינים ומבנה
- מאפייני המונוזכרידים המרכיבים
- סיווג הפחמימות
- מאפיינים
- דוגמאות
- עֲמִילָן
- גליקוגן
- תָאִית
- צ'יטין
- דקסטרן
- הפניות
Homopolysaccharides או homoglycans הוא קבוצה של פחמימות מורכבות המסווגות בתוך הקבוצה של סוכרים. אלה כוללים את כל הפחמימות שיש בהן יותר מעשר יחידות מאותו סוג סוכר.
פוליסכרידים הם מקרומולקולות חיוניות המורכבות ממונומרים מרובים של סוכרים (מונוסכרידים) המקושרים שוב ושוב על ידי קשרים גליקוזידיים. מקרו-מולקולות אלה מייצגות את המקור הגדול ביותר למשאבי טבע מתחדשים על פני כדור הארץ.
דוגמה ליחידה הבסיסית של הומופוליסכריד גלוקן (מקור: Homopolysaccharide.svg: * Homopolysaccharide.jpg: עבודה קוסטלדרקטיבית: Odysseus1479 (שיחה) נגזרת: Odysseus1479 באמצעות Wikimedia Commons)
דוגמאות טובות להומופוליסכרידים הם עמילן ותא הנמצאים בכמויות גדולות ברקמות צמחים ובעלי חיים וגליקוגן.
ההומופוליסכרידים הנפוצים והחשובים ביותר בטבע מורכבים משרידי גלוקוזה, עם זאת, ישנם הומופוליסכרידים המורכבים מפרוקטוז, גלקטוז, מנווז, אראבינוז וסוכרים או נגזרות דומים אחרים.
המבנים, הגדלים, האורכים והמשקולות המולקולריות שלהם משתנים מאוד וניתן לקבוע אותם לפי סוג המונוסכריד המרכיב אותם, כמו גם על ידי הקשרים שאיתם מונוסכרידים אלה נקשרים זה לזה והימצאותם או היעדרם של ענפים.
יש להם פונקציות רבות באורגניזמים שבהם הם נמצאים, ביניהם בולטת שמורת האנרגיה ובניית התאים והגופים המאקרוסקופיים של צמחים, בעלי חיים, פטריות ומיקרואורגניזמים רבים.
מאפיינים ומבנה
באשר לרוב הפוליסכרידים, ההומופוליסכרידים הם ביו-פולימרים מגוונים ביותר הן בתפקוד והן במבנה.
אלה הם מקרומולקולות שמשקלן המולקולרי הגדול תלוי בעיקרו במספר המונומרים או המונוסכרידים המרכיבים אותם, ואלה יכולים להשתנות מעשרה לאלפים. עם זאת, המשקל המולקולרי לרוב אינו מוגדר.
ההומופוליסכרידים הנפוצים בטבע מורכבים משאריות גלוקוז המקושרות זו לזו על ידי קשרים גלוקוזידיים מסוג α או β, שתפקידם תלוי במידה רבה.
הקשרים α-גלוקוזידיים הם בעיקר השורשים בהומופולוסכרידים של המילואים, מכיוון שהם ניתנים להפחתת מים באופן אנזימטי בקלות. קשרי ה- ß-גלוקוזידיים לעומת זאת, קשים להידרוז והינם נפוצים בהומופוליסכרידים מבניים.
מאפייני המונוזכרידים המרכיבים
מקובל בטבע לגלות כי פוליסכרידים, כולל הומופולסכרידים, מורכבים ממונומרים סוכר שהמבנה שלהם הוא מחזורי ובמקום שאחד מאטומי הטבעת הוא כמעט תמיד אטום חמצן והאחרים הם פחמן.
הסוכרים הנפוצים ביותר הם משושים, אם כי ניתן למצוא גם פנטוזות והטבעות שלהם משתנות מבחינת התצורה המבנית שלהן, תלוי בפוליסכריד שנחשב.
סיווג הפחמימות
כאמור, הומופוליסכרידים הם חלק מקבוצת הפוליסכרידים שהם פחמימות מורכבות.
פוליסכרידים מורכבים כוללים דיסכרידים (שני שאריות סוכר המקושרים בדרך כלל באמצעות קשרים גליקוזידיים), אוליגוסכרידים (עד עשרה שאריות סוכר המקושרים זה לזה) ופוליסכרידים (שיש בהם יותר מעשרה שאריות).
הפוליסכרידים מחולקים, על פי הרכבם, להומופוליסכרידים והטרופוליסכרידים. הומופולוסכרידים מורכבים מאותו סוג סוכר, ואילו הטרופוליסכרידים הם תערובות מורכבות של מונוסכרידים.
ניתן לסווג גם את הפוליסכרידים על פי תפקידיהם ויש שלוש קבוצות עיקריות הכוללות גם הומופוליסכרידים וגם הטרופוליסכרידים: (1) מבניים, (2) מילואים, או (3) ג'לים היוצרים.
בנוסף לפחמימות מורכבות, ישנם פחמימות פשוטות, שהן סוכרים מונוסכרידים (מולקולת סוכר יחידה).
ניתן להטריד שני הומופוליסכרידים, הטרופוליסכרידים, אוליגוסכרידים ודיסכרידים למונוזכרידים המרכיבים אותם.
מאפיינים
מכיוון שגלוקוזה היא מולקולת האנרגיה העיקרית בתאים, ההומופוליסכרידים של סוכר זה חשובים במיוחד לא רק לתפקודים מטבוליים מיידיים, אלא גם לשמירה או לאחסון אנרגיה.
אצל בעלי חיים, למשל, הומופוליסכרידים רזרביים מומרים לשומנים, המאפשרים לאחסן כמויות גדולות בהרבה של אנרגיה ליחידת המונים והם "נוזלים" יותר בתאים, שיש להם השלכות על תנועת הגוף.
בתעשייה, הומופוליסכרידים מבניים כמו תאית וכיטין מנוצלים באופן נרחב למגוון מטרות.
נייר, כותנה ועץ הם הדוגמאות הנפוצות ביותר לשימושים תעשייתיים לתאית, ואלה צריכים לכלול גם ייצור אתנול ודלקים ביולוגיים מהתסיסה שלהם ו / או הידרוליזה.
עמילן מופק ומטוהר ממגוון רחב של צמחים ומשמש למטרות שונות, הן בתחום הגסטרונומי והן בייצור פלסטיק מתכלה ותרכובות אחרות בעלות חשיבות כלכלית ומסחרית.
דוגמאות
עֲמִילָן
עמילן הוא הומופוליסכריד רזרב מסיס שמורכב מיחידות D-גלוקוז בצורת אמילוזה (20%) ואמילופקטין (80%). תפוחי אדמה, אורז, שעועית, תירס, אפונה ופקעות שונות נמצאים בקמח.
אמילוזה מורכבת משרשראות ליניאריות של גלוקוזות D המקושרות זו לזו על ידי קשרים גלוקוזידיים מסוג α-1,4. אמילופקטין מורכב משרשראות של גלוקוזות D המקושרות באמצעות קשרים α-1,4, אך יש לו גם ענפים המקושרים על ידי α-1,6 קשרים בכל 25 שאריות גלוקוז, בערך.
גליקוגן
פוליסכריד השמורה של בעלי חיים הוא הומופוליסכריד המכונה גליקוגן. בדומה לעמילן, הגליקוגן מורכב משרשראות ליניאריות של גלוקוזות D המקושרות זו לזו באמצעות קשרי α-1,4 המסתעפים מאוד הודות לנוכחותם של קשרים α-1,6.
בהשוואה לעמילן, יש לגליקוגן ענפים לכל עשרה (10) שאריות גלוקוז. לדרגה זו של הסתעפות יש השפעות פיזיולוגיות חשובות אצל בעלי חיים.
תָאִית
תאית היא הומופוליסכריד מבני בלתי מסיס המהווה חלק מהותי מדפנות התא של אורגניזמים צמחיים. המבנה שלה מורכב משרשראות ליניאריות של שאריות D-גלוקוזות המקושרות זו לזו על ידי קשרים גלוקוזידיים β-1,4 במקום קשרים α-1,4.
הודות לנוכחותם של קשרי β במבנהם, שרשראות התאית מסוגלות ליצור קשרי מימן נוספים זה עם זה, ויוצרים מבנה קשיח המסוגל לעמוד בלחץ.
צ'יטין
בדומה לתאית, צ'יטין הוא הומופוליסכריד מבני בלתי מסיס המורכב מיחידות חוזרות של N-אצטיל-גלוקוזאמין המקושרות זו לזו על ידי קשרים גלוקוזידיים מסוג β-1,4.
בדומה לתאית, קשר מסוג זה מעניק לכיטין מאפיינים מבניים חשובים ההופכים אותו למרכיב אידיאלי בשלד הרחם של פרוקי רגליים וסרטנים. זה קיים גם בדפנות התא של פטריות רבות.
דקסטרן
דקסטרן הוא הומופוליסכריד מילואים הנמצא בשמרים ובחיידקים. כמו כל הקודמים, גם זו מורכבת מגלוקוזות D, אך מקושרת בעיקר על ידי α-1,6 קשרים.
דוגמא נפוצה לסוג זה של פוליסכריד היא דוגמת שכיחה מחוץ לתאים בחיידקי רובד שיניים.
הפניות
- Aspinal, G. (1983). סיווג פוליסכרידים. בקטעי הפוליסכרידים (כרך ב ', עמ' 1–9). עיתונות אקדמית בע"מ
- Clayden, J., Greeves, N., Warren, S., & Wothers, P. (2001). כימיה אורגנית (מהדורה ראשונה). ניו יורק: אוניברסיטת אוקספורד.
- Delgado, LL, & Masuelli, M. (2019). פוליסכרידים: מושגים וסיווג. האבולוציה בכתב העת Polymer Technology Journal, 2 (2), 2-7.
- גארט, ר 'וגרישם, סי (2010). ביוכימיה (מהדורה רביעית). בוסטון, ארה"ב: ברוקס / קול. לימוד CENGAGE.
- Huber, KC, & BeMiller, JN (2018). פחמימות. בכימיה אורגנית (עמ '888-928). Elsevier Inc.
- יורקניס ברויס, פ '(2003). כימיה אורגנית. פירסון.