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Polysaccharid Definition und Funktionen

Ein Polysaccharid ist eine Art Kohlenhydrat. Es ist ein Polymer aus Ketten von Monosacchariden, die durch glykosidische Bindungen verbunden sind. Polysaccharide sind auch als Glycane bekannt. Herkömmlicherweise besteht ein Polysaccharid aus mehr als zehn Monosaccharideinheiten, während ein Oligosaccharid aus drei bis zehn verknüpften Monosacchariden besteht.

Die allgemeine chemische Formel für ein Polysaccharid lautet C x (H 2 O) y . Die meisten Polysaccharide bestehen aus Monosacchariden mit sechs Kohlenstoffen, was zu einer Formel von (C 6 H 10 O 5 ) n führt . Polysaccharide können linear oder verzweigt sein. Lineare Polysaccharide können starre Polymere wie Cellulose in Bäumen bilden. Verzweigte Formen sind oft wasserlöslich. wie z. B. Gummi arabicum.

Wichtige Imbissbuden: Polysaccharide

  • Ein Polysaccharid ist eine Art Kohlenhydrat. Es ist ein Polymer, das aus vielen Zuckeruntereinheiten besteht, die Monosaccharide genannt werden.
  • Polysaccharide können linear oder verzweigt sein. Sie können aus einer einzigen Art einfachen Zuckers (Homopolysaccharide) oder zwei oder mehr Zuckern (Heteropolysacchariden) bestehen.
  • Die Hauptfunktionen von Polysacchariden sind strukturelle Unterstützung, Energiespeicherung und zelluläre Kommunikation.
  • Beispiele für Polysaccharide umfassen Cellulose, Chitin, Glykogen, Stärke und Hyaluronsäure.

 

Homopolysaccharid gegen Heteropolysaccharid

Polysaccharide können gemäß ihrer Zusammensetzung entweder als Homopolysaccharide oder als Heteropolysaccharide klassifiziert werden.

Ein Homopolysaccharid oder Homoglycan besteht aus einem Zucker oder einem Zuckerderivat. Beispielsweise bestehen Cellulose, Stärke und Glykogen alle aus Glucoseuntereinheiten. Chitin besteht aus sich wiederholenden Untereinheiten von N- Acetyl- D- Glucosamin, einem Glucosederivat.

Ein Heteropolysaccharid oder Heteroglycan enthält mehr als einen Zucker oder ein Zuckerderivat. In der Praxis bestehen die meisten Heteropolysaccharide aus zwei Monosacchariden ( Disacchariden ). Sie sind oft mit Proteinen assoziiert. Ein gutes Beispiel für ein Heteropolysaccharid ist Hyaluronsäure, die aus N- Acetyl- D- glucosamin besteht, das an Glucuronsäure (zwei verschiedene Glucosederivate) gebunden ist.

Hyaluronsäure ist ein Beispiel für ein Heteropolysaccharid. Zerbor / Getty Images

 

Polysaccharidstruktur

Polysaccharide bilden sich, wenn Monosaccharide oder Disaccharide durch glykosidische Bindungen miteinander verbunden sind. Die an den Bindungen beteiligten Zucker werden als Rückstände bezeichnet . Die glykosidische Bindung ist eine Brücke zwischen den beiden Resten, die aus einem Sauerstoffatom zwischen zwei Kohlenstoffringen besteht. Die glykosidische Bindung resultiert aus einer Dehydratisierungsreaktion (auch als Kondensationsreaktion bezeichnet). Bei der Dehydratisierungsreaktion geht eine Hydroxylgruppe aus einem Kohlenstoff eines Rückstands verloren, während ein Wasserstoff aus einer Hydroxylgruppe eines anderen Rückstands verloren geht. Ein Wassermolekül (H 2 O) wird entfernt und der Kohlenstoff des ersten Rests verbindet sich mit dem Sauerstoff des zweiten Rests.

Insbesondere sind der erste Kohlenstoff (Kohlenstoff-1) eines Restes und der vierte Kohlenstoff (Kohlenstoff-4) des anderen Restes durch den Sauerstoff verbunden und bilden die 1,4-glycosidische Bindung. Es gibt zwei Arten von glykosidischen Bindungen, basierend auf der Stereochemie der Kohlenstoffatome. Eine α (1 → 4) -Glycosidbindung entsteht, wenn die beiden Kohlenstoffatome die gleiche Stereochemie aufweisen oder das OH an Kohlenstoff-1 unterhalb des Zuckerrings liegt. Eine β (1 → 4) -Bindung entsteht, wenn die beiden Kohlenstoffatome unterschiedliche Stereochemie aufweisen oder die OH-Gruppe über der Ebene liegt.

Die Wasserstoff- und Sauerstoffatome von Resten bilden Wasserstoffbrücken mit anderen Resten, was möglicherweise zu extrem starken Strukturen führt.

Amylose besteht aus Glucoseresten, die durch alpha 1,4-glycosidische Bindungen verbunden sind. Glycoform, gemeinfrei

 

Polysaccharidfunktionen

Die drei Hauptfunktionen von Polysacchariden sind die strukturelle Unterstützung, die Speicherung von Energie und das Senden von zellulären Kommunikationssignalen. Die Kohlenhydratstruktur bestimmt weitgehend ihre Funktion. Lineare Moleküle wie Cellulose und Chitin sind stark und starr. Cellulose ist das primäre Trägermolekül in Pflanzen, während Pilze und Insekten auf Chitin angewiesen sind. Polysaccharide, die zur Energiespeicherung verwendet werden, neigen dazu, verzweigt und auf sich selbst gefaltet zu sein. Da sie reich an Wasserstoffbrückenbindungen sind, sind sie normalerweise wasserunlöslich. Beispiele für Speicherpolysa
ccharide sind Stärke in Pflanzen und Glykogen in Tieren. Polysaccharide, die für die zelluläre Kommunikation verwendet werden, sind häufig kovalent an Lipide oder Proteine ​​gebunden und bilden Glykokonjugate. Das Kohlenhydrat dient als Markierung, damit das Signal das richtige Ziel erreicht. Kategorien von Glykokonjugaten umfassen Glykoproteine, Peptidoglykane, Glykoside und Glykolipide. Plasmaproteine ​​sind beispielsweise tatsächlich Glykoproteine.

 

Chemischer Test

Ein üblicher chemischer Test für Polysaccharide ist die periodische Säure-Schiff (PAS) -Färbung. Periodische Säure unterbricht die chemische Bindung zwischen benachbarten Kohlenstoffen, die nicht an einer glykosidischen Bindung beteiligt sind, und bildet ein Aldehydpaar. Das Schiff-Reagenz reagiert mit den Aldehyden und ergibt eine magentarote Purpurfarbe. Die PAS-Färbung wird verwendet, um Polysaccharide in Geweben zu identifizieren und Erkrankungen zu diagnostizieren, die Kohlenhydrate verändern.

 

Quellen

  • Campbell, NA (1996). Biology (4. Aufl.). Benjamin Cummings. ISBN 0-8053-1957-3.
  • IUPAC (1997). Kompendium der chemischen Terminologie – Das Goldbuch (2. Aufl.). doi: 10.1351 / goldbook.P04752
  • Matthews, CE; Van Holde, KE; Ahern, KG (1999). Biochemistry (3. Aufl.). Benjamin Cummings. ISBN 0-8053-3066-6.
  • Varki, A.; Cummings, R.; Esko, J.; Freeze, H.; Stanley, P.; Bertozzi, C.; Hart, G.; Etzler, M. (1999). Grundlagen der Glykobiologie . Cold Spring Har J. Laborpresse von Cold Spring Harbor. ISBN 978-0-87969-560-6.

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