Polisaccaridi

Cosa sono i polisaccaridi?

IL Polisaccaridi, Molte volte chiamati glicani, sono composti chimici di alto peso molecolare formati da più di 10 unità di singoli zuccheri (monosaccaridi). In altre parole, sono polimeri monosaccaridi uniti insieme attraverso collegamenti glicosidici.

Queste sono molecole molto comuni in natura, come si trovano in tutti gli esseri viventi, dove esercitano una varietà di funzioni, molte delle quali sono ancora studiate. Sono considerati la più grande fonte di risorse naturali rinnovabili sulla terra.

Struttura di celulosio, un omopolisaccaride (fonte: http: // www.monografie.com/jobs46/cellulosio-madera/cellulosio-madera2.Shtml/cc by-sa (https: // creativecommons.Org/licenze/by-sa/4.0) via Wikimedia Commons)

La parete delle cellule vegetali, ad esempio, è formata da uno dei polisaccaridi più abbondanti della biosfera: cellulosa.

Questo composto, formato da unità ripetute di un monosaccaride chiamato glucosio, funge da cibo per migliaia di microrganismi, funghi e animali, oltre alle funzioni che ha nel mantenimento della struttura delle verdure.

L'uomo, con il passare del tempo, è riuscito a sfruttare la cellulosa per scopi pratici: usare il cotone per fare indumenti, la "polpa" degli alberi per giocare a carta, ecc.

Un altro polisaccaride molto abbondante, prodotto anche dalle piante e di grande importanza per l'uomo è l'amido, poiché è una delle principali fonti di carbonio ed energia. È nei cereali dei cereali, nei tuberi, ecc.

Caratteristiche dei polisaccaridi

- Sono macromolecole di peso molecolare molto alto

- Sono principalmente composti da atomi di carbonio, idrogeno e ossigeno

- Sono molto diversi in modo strutturalmente e funzionalmente

- Ci sono praticamente tutti gli esseri viventi sulla terra: piante, animali, batteri, protozoi e funghi

- Alcuni polisaccaridi sono altamente solubili in acqua e altri, il che di solito non dipende dalla presenza di ramificazioni nella sua struttura

- Lavorano nello stoccaggio di energia, nella comunicazione cellulare, nel supporto strutturale di cellule e tessuti, ecc.

- La sua idrolisi provoca generalmente il rilascio di singoli rifiuti (monosaccaridi)

- Possono essere trovati come parte di macromolecole più complesse, come la porzione di carboidrati di molte glicoproteine, glicolipidi, ecc.

Struttura dei polisaccaridi

I polisaccaridi sono polimeri di oltre 10 rifiuti di zuccheri o monosaccaridi, che sono uniti insieme attraverso collegamenti glucosidici.

Sebbene siano molecole estremamente diverse (esiste un'infinita varietà di possibili tipi strutturali), i monosaccaridi più comunemente trovati nella struttura di un polisaccaride sono zuccheri pentoosi ed esicici, ovvero zuccheri di 5 e 6 atomi di carbonio, rispettivamente.

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Diversità

La diversità di queste macromolecole risiede nel fatto che, oltre ai diversi zuccheri che possono formarli, ogni residuo di zucchero può essere in due diverse forme cicliche: fuoranse o piranosa (solo quegli zuccheri di 5 e 6 atomi di carbonio).

Inoltre, i legami glicosidici possono trovarsi nella configurazione α o β e, come se ciò non fosse sufficiente, la formazione di questi legami può implicare la sostituzione di uno o più gruppi idrossilici (-OH) nei residui adiacenti.

Possono anche essere formati da zuccheri con catene ramificate, da zuccheri senza uno o più gruppi idrossilici (-OH) e da zuccheri di oltre 6 atomi di carbonio, nonché da diversi derivati ​​monosaccaridici (comuni o no).

Rappresentazione grafica di un polisaccaride lineare e un altro ramo

I polisaccaridi con catene lineari sono generalmente "imballati" in strutture rigide o scatenate e sono insolubili in acqua, contrariamente ai polisaccaridi ramificati, che sono altamente solubili in acqua e formano strutture "pastose" in soluzioni acquose.

Classificazione dei polisaccaridi

La classificazione dei polisaccaridi si basa di solito sul loro verificarsi naturale, tuttavia è sempre più comune classificarli in base alla loro struttura chimica.

Molti autori ritengono che il modo migliore per classificare i polisaccaridi si basa sul tipo di zuccheri che li compongono, secondo i quali sono stati definiti due grandi gruppi: quello degli omopolisaccaridi e quello degli eteropolisaccaridi.

Omopolisaccaridi o omoglicani

A questo gruppo appartengono a tutti i polisaccaridi formati da unità di zuccheri identici o monosaccaridi, cioè sono omopolimeri dello stesso tipo di zucchero.

Gli omopolisaccaridi più semplici sono quelli che hanno una conformazione lineare, in cui tutti i residui di zucchero sono uniti attraverso lo stesso tipo di legame chimico. La cellulosa è un buon esempio: è un polisaccaride composto da rifiuti di glucosio uniti dai collegamenti β (1 → 4).

Tuttavia, ci sono omopolisaccaridi più complessi e sono quelli che hanno più di un tipo di collegamento in una catena lineare e possono persino presentare ramificazioni.

Esempi di omopolisaccaridi molto comuni sono la cellulosa, il glicogeno e l'amido, tutti formati da unità ripetute di glucosio; Questo gruppo include anche chitina, che consiste in unità ripetute di N-acetil-glucosamina, un derivato del glucosio.

Poi ci sono altri meno popolari in letteratura come fruttani (composti da unità di fruttosio), pentosani (composti da arabuso o xilosio) e pectine (formate da derivati ​​di acido galattuonico, derivati, a loro volta dal galattosio).

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Eteropolisaccaridi o eteroglicani

All'interno di questo gruppo, d'altra parte, tutti quei polisaccaridi composti da due o più diversi tipi di zuccheri sono classificati, cioè sono eteropolimeri di zuccheri diversi.

Le eteropoli più semplici sono formate da due desili rifiuti di zucchero (o derivati ​​di zuccheri), che possono (1) essere nella stessa catena lineare o (2) essere una forma lineare principale e l'altra che costituisce catene laterali.

Tuttavia, potrebbero esserci anche eteropolisaccaridi formati da oltre 2 tipi di rifiuti zuccherati, altamente ramificati o no.

Molte di queste molecole sono associate a proteine ​​o lipidi, formando glicoproteine ​​e glucolipidi, molto abbondanti nei tessuti animali.

Esempi molto comuni di eteropolisaccaridi sono quelli che fanno parte dei mucopolisaccaridi come l'acido ialuronico, ampiamente distribuiti tra gli animali e che sono formati da residui di acido glucoronico uniti ai rifiuti da rifiuti da rifiuti provenienti N-acetil-D-glucosamina.

I cartiliani, presenti in tutti gli animali dei vertebrati, hanno anche abbondanti eteropolisaccaridi, in particolare la condroitina solfato, che è formata da unità ripetute di acido glucoronico e N-acetil-d-galattosamina.

Un fatto generale sulla nomenclatura

I polisaccaridi sono nominati con il termine generico glicano, quindi le nomenclature più precise usano, per concedere un nome, il prefisso dello "zucchero parentale" e la risoluzione ""-anno". Ad esempio, un polisaccaride basato su unità di glucosio può essere chiamato glucano.

Esempi di polisaccaridi

In tutto il testo abbiamo citato gli esempi più comuni che rappresentano, senza dubbio, questo folto gruppo di macromolecole. Successivamente, svilupperemo un po 'di più alcuni di loro e ci menzioneremo altrettanto importanti.

Glicogeno e cellulosa, due polisaccaridi (fonte: sunshineconnelly at in in.WikiBooks/CC di (https: // creativeCommons.Org/licenze/by/2.5) via Wikimedia Commons, modificata da Raquel Parada Puig)

Cellulosa e chitina

La cellulosa, un polimero di rifiuti di glucosio è, insieme alla chitina, un polimero di rifiuti provenienti da N-Acetil-glucosamina, uno dei polimeri più abbondanti della Terra.

Molecola di quitina

La prima è una parte fondamentale del muro che copre le cellule vegetali e l'ultima è sul muro delle cellule fungine e i crostacei esoschelet artropodi, ad esempio.

Entrambi gli omopolisaccaridi sono ugualmente importanti, non solo per l'uomo, ma per tutti gli ecosistemi della biosfera, poiché sono una parte strutturale degli organismi che sono alla base della catena alimentare.

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Glicogeno e amido

I polisaccaridi, tra le loro molteplici funzioni, fungono da materiale di riserva energetica. Nelle piante viene prodotto l'amido e il glicogeno si verifica negli animali.

Entrambi sono omopolisaccaridi composti da rifiuti di glucosio, che sono uniti attraverso diversi legami glucosidici, presentando numerose ramificazioni in modelli piuttosto complessi. Con l'aiuto di alcune proteine, i due tipi di molecole possono formare granuli più compatti.

L'amido è un complesso formato da due diversi polimeri di glucosio: amilosa e amilopectina. L'amilosio è un polimero lineare di rifiuti di glucosio uniti da legami α (1 → 4), mentre l'amilpetina è un polimero ramificato che si lega all'amilosio attraverso i legami α (1 → 6).

Cereali di amido in una cellula di patate. Fonte: Ganímedes/CC BY-S (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/4.0)

Il glicogeno, d'altra parte, è anche un polimero di unità di glucosio collegate da collegamenti α (1 → 4) e con numerose ramificazioni collegate da α (1 → 6). Ciò presenta una serie di ramificazioni significativamente maggiori dell'amido.

Struttura del glicogeno

Eparina

L'eparina è un glucosaminoglicano associato a gruppi di solfato. È un eteropolisaccaride composto da unità di acido glucoronico, molte delle quali sono esterificate e da unità di solfato di N-glucosamina che ha un gruppo di solfato aggiuntivo nel loro carbonio 6 collegato da legami α (1 → 4).

Struttura eoparina. Fonte immagine: Jü / CC0

Questo composto è comunemente usato come anticoagulante, normalmente prescritto per il trattamento di attacchi cardiaci instabili e attacchi toracici.

Altri polisaccaridi

Le piante producono molte sostanze ricche di eteropolisaccaridi complessi, tra cui gengive e altri composti adesivi o emulsionanti. Queste sostanze sono, molte volte, ricche di polimeri di acido glucoronico e altri zuccheri.

I batteri producono anche eteropolisaccaridi che, molte volte, si rilasciano verso l'ambiente circostante, quindi sono conosciuti come esopolisaccaridi.

Molte di queste sostanze sono impiegate come agenti gelificanti nell'industria alimentare, in particolare quelle sintetizzate dai batteri a catena acida.

Riferimenti

1. Da vuyst, l., & Degeest, B. (1999). Eteropolisaccaridi dai batteri dell'acido lattico. Recensioni di microbiologia FEMS, 23 (2), 153-177.
2. Aspinall, g. O. (Ed.). (2014). I polisaccaridi. Academic Press.
3. I redattori di Encyclopedia Britannica (2019). Britannica Enciclopedia. Estratto il 18 aprile 2020 da www.Britannica.com/scienza/polisaccaride
4. Dische, z. A. C. H. A. B. Yo. A. S. (1955). Zuccheri nei polisaccaridi. In metodi di analisi biochimica (vol. 2, pp. 313-358). Interscience New York.
5. Brown Jr, R. M. (2004). Struttura della cellulosa e biosintesi: cosa è in serbo per il 21 ° secolo? Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry, 42 (3), 487-495.
6. Roach, p. J. (2002). Glicogeno e il suo metabolismo. Medicine molecolare attuale, 2 (2), 101-120.Di Polymer Science Part A: Polymer Chemistry, 42 (3), 487-495.