Caratteristiche, struttura, funzioni di eteropolisaccaridi

IL eteropolisaccaridi o Gli eteroglicani sono un gruppo di carboidrati complessi classificati all'interno del gruppo di polisaccaridi, dove sono inclusi tutti i carboidrati composti da più di 10 unità di monosaccaridi di diversi tipi di zuccheri.

La maggior parte degli eteropolisaccaridi sintetizzati in natura di solito contengono solo due diversi monosaccaridi. Nel frattempo, gli eteropoli sintetici hanno generalmente tre o più unità monosaccaride diverse.

Esempio dell'unità di base di un eteropolisaccaride (fonte: ccostell [dominio pubblico] tramite Wikimedia Commons)

Gli eteropolisaccaridi sono macromolecole che svolgono funzioni essenziali per la vita. Sono composti da più monomeri di diversi zuccheri (monosaccaridi), uniti ripetutamente insieme da legami glucosidici di vari tipi.

Tra i carboidrati complessi che sono di natura più frequenti ci sono emicellulosa, pectine e agar -agar e la maggior parte di questi sono polisaccaridi di interesse commerciale per le industrie alimentari.

Nel contesto medico, gli eteropolisaccaridi più studiati sono stati quelli del tessuto connettivo, quelli dei gruppi sanguigni, quelli associati alle glicoproteine ​​come la γ-globulina e i glucolipidi che coprono i neuroni nel sistema nervoso centrale.

Con il passaggio degli anni e i progressi scientifici, sono state sviluppate diverse tecniche per lo studio degli eteropolisaccaridi che generalmente implicano la loro decomposizione nei loro monosaccaridi costituenti e la loro analisi individuale.

Queste tecniche di separazione sono diverse per ciascun carboidrato e dipendono dalle caratteristiche fisiche e chimiche di ciascun carboidrato. Tuttavia, le cromatografie sono le tecniche più utilizzate per l'analisi degli eteropolisaccaridi.

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Caratteristiche e struttura

Gli eteropolisaccaridi sono polimeri lineari o ramificati composti da unità ripetute di due o più monosaccaridi diversi. Tieni presente che questi monosaccaridi possono o meno essere nella stessa proporzione.

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Gli eteropolisaccaridi hanno strutture complesse, con una topologia generalmente ramificata e, nel loro stato nativo, hanno una morfologia asimmetrica e un po 'amorfa.

Le unità ripetitive che compongono gli eteropolisaccaridi (monosaccaridi, disaccaridi o oligosaccaridi) sono collegate tra loro da collegamenti α o β-glucosidici. In queste unità, è comune osservare modifiche o sostituzioni come i gruppi di metil e acetil e altri, specialmente nelle ramificazioni.

Inoltre, l'associazione di alcune molecole con gli eteropolisaccaridi può conferire a quest'ultimo un carico netto, che ha importanti funzioni fisiologiche in vari tipi di cellule.

Carboidrati batterici

Le eteropoli microbiche sono composte da unità ripetute da tre a otto monosaccaridi che possono essere lineari o ramificate. Sono generalmente composti da monosaccaridi D-glucosio, d-galattosio e l-ramnosio in diverse proporzioni.

Possono essere raggiunti, sebbene in misura minore, fucosa, mano, ribosio, fruttosio, monosaccaridi e monosaccaridi sostituiti con glicerolo e altri.

Funzioni

Tipicamente, gli eteropolisaccaridi funzionano come supporti extracellulari per gli organismi di tutti i regni, dai batteri all'uomo. Questi zuccheri, insieme a proteine ​​fibrose, sono i componenti più importanti della matrice extracellulare negli animali e il foglio intermedio nelle piante.

È comune trovare gli eteropolisaccaridi associati alla proteina per formare proteoglicani, glicosaminoglicani e persino mucopolisaccaridi. Questi svolgono diverse funzioni, dalla regolazione dell'assorbimento dell'acqua, fungendo da una sorta di "cemento" cellulare e funzionante come lubrificante biologico, tra molti altri.

Gli eteropolisaccaridi dei tessuti connettivi hanno gruppi acidi nelle loro strutture. Questi agiscono come ponti tra molecole d'acqua e ioni metallici. L'eteropolisaccaride più comune in questi tessuti è l'acido uronico con sostituzioni solfatate.

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I proteoglicani possono essere trovati come elementi strutturali della membrana plasmatica, agendo come adeguati nella ricezione degli stimoli sulla superficie della membrana cellulare e stimolando i meccanismi di risposta interna.

Le globuline sono glicoproteine ​​che fanno parte del sistema immunitario di molti animali e basano il loro sistema di riconoscimento sulla porzione di eteropolisaccaridi che hanno nel loro strato più esterno.

Le eparine hanno funzioni anticoagulanti e sono mucoglacan che usano disaccaridi con sostituenti solfati per ridurre il loro carico negativo e interferire nell'unione tra trombina e piastrine, favorendo, a sua volta, l'unione di antitrombine e inattiva.

Esempi

Emicellulosa

Questo termine comprende un gruppo di eteropolisaccaridi che includono nella sua struttura monosaccaridi come glucosio, xilosio, mano, arabuso, galattosio e vari acidi uronici. Tuttavia, le strutture più comuni sono i polimeri lineari di Xilanos e Xiloglucanos United da collegamenti β-1,4.

Questi eteropolisaccaridi sono molto abbondanti nella parete cellulare delle verdure. Sono anche solubili in soluzioni alcaline concentrate e alcuni tipi sviluppano una forma fibrillare in cui agiscono come agenti di cemento nel tessuto vegetale.

Pectina

Le pectine sono polisaccaridi tipici del foglio centrale tra le pareti cellulari di origine primaria nelle piante. Il suo componente principale è l'acido D-galatturonico attaccato da un legame α-D-1,4, in cui alcuni carbossilli possono essere esterificati con gruppi metilici.

Questo tipo di zucchero ha la capacità di polimerizzare facilmente a contatto con esteri metilici e altri zuccheri come il galattosio, rabinoso e Ramnosa. Sono ampiamente utilizzati nell'industria alimentare per conferire fermezza ad alcuni prodotti come marmellate, composte e gomma zuccherata.

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Eparina

È un anticoagulante che si verifica nel sangue e in diversi organi come polmoni, reni, fegato e milza. È costituito da 12 a 50 ripetizioni di acido d-glucuronico o acido l-lonico e N-acetil-D-glucosamina. Le eparine sono polisaccaridi del tipo di glicosaminoglicano con un forte carico negativo.

Le eparine hanno una grande importanza industriale e sono ottenute artificialmente dall'ingegneria genetica nei batteri o naturalmente dai polmoni del bestiame o delle mucose intestinali di suini.

Acido ialuronico

Questo è uno dei farmaci più usati nell'industria estetica come lubrificante grazie alle sue proprietà viscose, elastiche e reologiche. Viene usato come lubrificante oculare, smorzamento nelle articolazioni e per ritardare i processi di invecchiamento, poiché l'attività cellulare diminuisce nel ciclo cellulare.

È un polimero appartenente al gruppo di glicosaminoglicani ed è costituito da acido-gcuronico e N-acetil-d-glucosamina, unita tra loro da un collegamento β-1,3. Si trova in quasi tutte le cellule procariotiche ed eucariotiche, specialmente nei tessuti connettivi e nella pelle animale.

Riferimenti

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