Разное

К полисахаридам относятся: Полисахариды — это… Что такое Полисахариды?

Содержание

Полисахариды — это… Что такое Полисахариды?

Полисахари́ды — общее название класса сложных высокомолекулярных углеводов, молекулы которых состоят из десятков, сотен или тысяч мономеров — моносахаридов.

Полисахариды необходимы для жизнедеятельности животных и растительных организмов. Они являются одним из основных источников энергии, образующейся в результате обмена веществ организма. Они принимают участие в иммунных процессах, обеспечивают сцепление клеток в тканях, являются основной массой органического вещества в биосфере.

Классификация полисахаридов

К полисахаридам относятся вещества, построенные из большого числа остатков моносахаридов или их производных. Если полисахарид содержит остатки моносахарида одного вида, его называют гомополисахаридом. В том случае, когда полисахарид составлен из моносахаридов двух видов или более, регулярно или нерегулярно чередующихся в молекуле, его относят к гетерополисахаридам.

К полисахаридам относятся, в частности:

  • декстрин — полисахарид, продукт гидролиза крахмала;
  • крахмал — основной полисахарид, откладываемый как энергетический запас у растительных организмов;
  • гликоген — полисахарид, откладываемый как энергетический запас в клетках животных организмов, но встречается в малых количествах и в тканях растений;
  • целлюлоза — основной структурный полисахарид клеточных стенок растений;
  • хитин — основной структурный полисахарид экзоскелета насекомых и членистоногих, а также клеточных стенок грибов;
  • галактоманнаны — запасные полисахариды некоторых растений семейства бобовых, такие как гуаран и камедь рожкового дерева;
  • инулин — резервный углерод сложноцветных;
  • глюкоманнан — полисахарид, получаемый из клубней конняку, состоит из чередующихся звеньев глюкозы и маннозы, растворимое пищевое волокно, уменьшающее аппетит;
  • амилоид — применяется при производстве пергаментной бумаги;
  • многоглюкоза — многоконечный продукт гидролиза большинства многосахаридов.

Функциональные свойства

Структурные полисахариды придают клеточным стенкам прочность.

Водорастворимые полисахариды не дают клеткам высохнуть.

Резервные полисахариды по мере необходимости расщепляются на моносахариды и используются организмом.

Литература

  • Varki A, Cummings R, Esko J, Freeze H, Stanley P, Bertozzi C, Hart G, Etzler M Essentials of glycobiology. — Cold Spring Harbor Laboratory Press; 2nd edition, 2008. — ISBN 0-87969-770-9
  • Varki A, Cummings R, Esko J, Jessica Freeze, Hart G, Marth J Essentials of glycobiology. — Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1999. — ISBN 0-87969-560-9
  Углеводы
Общие: Альдозы · Кетозы · Фуранозы · Пиранозы
Геометрия Аномеры · Мутаротация · Проекция Хоуорса
Моносахариды
Диозы Альдодиоза (Гликольальдегид)
Триозы Кетотриоза (Дигидроксиацетон) · Альдотриоза (Глицеральдегид)
Тетрозы Кетотетроза (Эритрулоза) · Альтотетрозы (Эритроза, Треоза)
Пентозы Кетопентозы (Рибулоза, Ксилулоза)

Альдопентозы (Рибоза, Арабиноза, Ксилоза, Ликсоза)

Дезоксисахариды (Дезоксирибоза)
Гексоза Кетогексозы (Псикоза, Фруктоза, Сорбоза, Тагатоза)

Альдогексозы (Аллоза, Альтроза, Глюкоза, Манноза, Гулоза, Идоза, Галактоза, Талоза)

Дезоксисахариды (Фукоза, Фукулоза, Рамноза)
Гептозы Кетогептозы (Седогептулоза, Манногептулоза)
>7 Октозы · Нанозы (Нейраминовая кислота)
Мультисахариды
Производные углеводов

Полисахариды.

Крахмал

Полисахариды

К полисахаридам относятся целлюлоза

и крахмал. Макромолекулы этих веществ (СбН10О5)n состоят из связанных друг с другом остатков глюкозы и различаются лишь строением мономерного звена, из которого «сплетены» цепочки. У крахмала исходным веществом служит A-глюкоза, а у целлюлозы — это B-глюкоза.

Крахмал

Крахмал

Крахмал образуется в растениях из глюкозы. Это как бы энергетический резерв растений, который легко можно перевести обратно в глюкозу. Он накапливается в семенах зерновых культур и клубнях картофеля в виде крупинок размером 2—180 мкм. По составу крахмал неоднороден: на 20% состоит из амилозы (соединённых в длинную цепь 1000—6000 остатков A-глюкозы), а на 80% — из амилопектина (разветвлённого полимера, содержащего до 6000 остатков A-глюкозы). У амилозы макромолекулы закручены в спираль, а у амилопектина — имеют шаровидную форму.

Крахмальный клейстер

Крахмал нерастворим в холодной воде, однако в горячей он легко набухает, образуя вязкий коллоидный раствор —

крахмальный клейстер.

Полимер, сходный по строению с крахмалом, но с ещё более разветвлённой структурой — гликоген. Он содержится в животных организмах, в частности в печени человека его около 10%. Гликоген хорошо растворим в горячей воде и не образует клейстер. При недостатке питания организм начинает использовать гликоген, расщепляя его до глюкозы.

При гидролизе крахмала постепенно разрываются связи между отдельными фрагментами глюкозы: сначала образуются декстрины, представляющие собой осколки макромолекул крахмала, которые содержат несколько десятков остатков глюкозы, затем дисахарид мальтоза, а конечный продукт этой реакции — глюкоза.
Способность крахмала хорошо поглощать влагу нашло применение в косметических средствах, он содержится в пудрах и масках (крахмал из риса и кукурузы). И лишь целлюлоза, хотя и состоит из молекул глюкозы, не представляет для человека никакой питательной ценности. Это происходит потому, что в организме человека (в отличие, например, от жвачных животных) не вырабатываются ферменты, расщепляющие макромолекулы целлюлозы на молекулы глюкозы.

Окисление сахара

Окисление 1 г глюкозы освобождает из неё около 16 кДж энергии. Столько же даёт окисление 1 г сахарозы.
Наверно, большинство из нас любят сладкое. Каждый день в среднем человек употребляет приблизительно 500 г сахарозы (сахара). Но такое количество сахара поступает в организм не в виде сахарозы, а в виде крахмала: через хлеб, макароны, лапшу, картофель и т.д. При правильном и умеренном питании в сутки человек должен употреблять не более 75 г сахарозы, что составляет всего от 12 до 14 кусочков сахара (которые продают в коробках «Рафинад»), при этом сюда же причисляется и тот сахар, который используется при приготовлении пищи!

(способы получения целлюлозы — см. в разделе что такое бумага)

Что самое сладкое

Что самое сладкое? Если Вы скажете, что самым сладким продуктом является пищевой сахар, то несомненно будете правы. Да, пищевой сахар (или сахароза – 99,9% сахар) одно из самых распространённых и чистых органических веществ, которые производит наша промышленность. Объёмы, этого продукта, значительно превышают любую другую пищевую культуру.

Сахарозу используют в качестве эталонного продукта, если приходится сравнивать на «сладкость» другие продукты.

Как же отследить сладость того или иного продукта? Чувствительность одного человека нельзя принимать за эталонную, так как сколько людей – столько и вкусов! Поэтому в таких случаях существуют специальные комиссии экспертов, результаты которых анализируются и усредняются. Эксперты, особенно опытные, люди с повышенной вкусовой чувствительностью. Они могут ощущать наличие сахарозы в продукте питания, если её будет всего лишь 0,35 г/л!

А вот, например, считают ли сладким мёд пчёлы? Считают, но не таким сладким, как это чувствует человек! Пчёлы имеют в 1000 раз более «притуплённый» вкус к сладкому, вот, например, даже если в 1 л раствора растворено 20 г сахара (2% раствор) – они никогда не посчитают такой раствор сладким! Так, в нектаре цветов, которым питаются пчёлы, сахарозы значительно больше (до 70%, что примерно в 1,7 раза слаще сахарозы). Пчёлы даже не обратили бы внимание на 2%-й раствор сахара.

Что касается фруктозы, то она является природным сахаром, к тому же ещё и самым сладким! Фруктоза в 1,7 раза более сладкая, чем сахароза.

Ещё один продукт – глюкоза менее сладкий, чем сахар (сахароза) – почти в 1,3 раза. Интересный факт при получении сладкого продукта можно наблюдать, если в процессе химической реакции в молекуле сахарозы заменить 3 группы -OH (гидроксильные) на атомы Cl (хлора), то в результате такой реакции получается химическое вещество, в 2000 раз более сладкое, чем сахар!

Несколько слов о молочном сахаре!

Молочный сахар – ещё один из распространённых сахаров. Его ещё называют лактоза.
Лактоза содержится в молоке (около 5%). Что же касается сладости лактозы, то она почти в 3 раза менее сладкая, чем сахароза.

Как многие, наверное, знают многоатомные спирты также имеют сладковатый и сладкий вкус. Так, среди продуктов питания можно встретить продукты, содержащие

сорбит НОСН2(СНОН)4СН2ОН и ксилит НОСН2(СНОН)3СН2ОН. Их синтезируют в нашей промышленности при производстве витамина С. По сладости они различны: сорбит – в 2 раза менее сладкий, чем сахар, а ксилит – в 4 раза более сладкий. Естественно, спирт – никак нельзя назвать сахаром! Для усвоения спиртов, инсулин не требуется, поэтому люди, больные сахарным диабетом, пользуются именно такими продуктами питания!

Для женщин и девушек, которые считают калории в пище, будет интересно знать, что такие сахара – не содержат калорий!

Узнаем как ие вещества относятся к полисахаридам? Свойства сложных углеводородов

Белые кристаллы, хорошо растворимые в воде и обладающие приятным сладким вкусом — что это? Речь идет о знакомых каждому человеку углеводах – фруктозе, глюкозе или сахарозе. Сложные вещества этого класса, именуемые полисахаридами, свойства которых мы рассмотрим в нашей статье, имеют признаки, которые не характерны для моно- или олигосахаридов.

Например, крахмал, употребляемый в пищу, представляет собой аморфное соединение, не растворяющееся в воде. Его коллоидный раствор не имеет сладкого вкуса, а химическая характеристика в корне отличается от простых углеводов. Какие вещества относятся к полисахаридам (кроме крахмала)? Целлюлоза – еще один сложный углевод. Он более известен как древесина. Несъедобное, абсолютно нерастворимое в воде вещество, однако имеет такую же молекулярную формулу (С5H10O5)n, что и крахмал. Чем это можно объяснить? Давайте разберемся.

Как строение вещества влияет на его свойства

Полисахариды: крахмал, целлюлоза, гликоген, представляют собой гигантские макромолекулы, состоящие из многократно повторяющихся однотипных звеньев – мономеров. Они могут быть представлены молекулами, например, глюкозы, имеющими циклическое строение. В то же время глюкоза, представленная индивидуальным веществом, имеет открытую форму углеродного скелета. Пространственная форма ее молекулы и обуславливает хорошую растворимость в воде, сладкий вкус и кристаллическое строение вещества. Полисахариды, формула которых (C5H10O5)n – это крахмал и целлюлоза. Являясь изомерами, соединения имеют различное строение не только самих полимерных цепей, но и структурных элементов – частицы глюкозы. Все это кардинально влияет на свойства крахмала и целлюлозы, отличающиеся друг от друга.

Какие вещества относятся к полисахаридам

Кроме крахмала и целлюлозы, наиболее распространенных у растений, можно назвать сложные углеводы, входящие в состав организмов человека, животных, насекомых или грибов. Это гликоген и хитин. Животный крахмал гликоген является запасным энергетическим соединением. Оно синтезируется при избытке глюкозы клетками печени и мышц высших млекопитающих в процессах ассимиляции. В периоды дефицита пищи или при сильных физических или эмоциональных нагрузках гликоген расщепляется до глюкозы. Она поступает в кровь и поставляется к клеткам в качестве основного энергетического материала. Хитин – это структурный углевод, служащий основой внешнего скелета беспозвоночных животных. Он также входит в состав клеточных стенок грибов и покровов ракообразных, пауков, клещей и насекомых.

Характеристика крахмала

В составе полимера, являющегося основным продуктом фотосинтетической деятельности растений, входит циклическая альфа-глюкоза. Сам же процесс фотосинтеза можно выразить так:

Уравнение реакции фотосинтеза: 6CO2 + 6h3O → C6h22O6 + 6O2

Крахмал содержит молекулы циклической альфа-глюкозы. Это сложный углевод, имеющий вид белого порошка, в горячей воде он превращается в клейстер – коллоидный раствор, в холодной же воде остается практически нерастворимым. При употреблении в пищу картофеля, хлеба, риса и других крахмалосодержащих продуктов в ротовой полости, желудке и двенадцатиперстной кишке происходит расщепление полисахарида. Этот процесс называют гидролизом, он происходит под действием фермента – амилазы. Продукты реакции – молекулы глюкозы:

(С6Н10О5)n + n h3O→ n C6h22O6

В растениях могут синтезироваться и другие полисахариды, формула и молекулы которых содержат остатки не глюкозы, а D-фруктозы, например, инулин. Его содержат корни цикория или георгина. Вещество применяют в качестве заменителя сахара при заболеваниях поджелудочной железы.

Целлюлоза

Говоря о том, какие вещества относятся к полисахаридам, мы упоминали растительный полимер – целлюлозу. Она имеет такую же молекулярную формулу, что и крахмал, yj характеризуется другими свойствами. Все дело в строении макромолекул целлюлозы. Ее мономеры – это частицы циклической бета-глюкозы, а относительная молекулярная масса составляет несколько миллионов. Это значительно превосходит данный показатель у крахмала, чей молекулярный вес равен приблизительно 100000 а.е.м. Гидролиз древесины в присутствии кислот и при нагревании приводит к получению глюкозы, а из нее – больших объемов этилового спирта.

Нитрование целлюлозы – это путь к получению сложного эфира – тринитрата целлюлозы. Он является исходным веществом в производстве пороха. Сырую глюкозу, полученную гидролизом отходов деревообрабатывающей промышленности, используют в качестве добавки в корм в животноводстве.

В нашей статье мы выяснили, какие вещества относятся к полисахаридам, а также изучили их свойства и области применения в промышленности.

Углеводы: полисахариды. Важнейшие представители

К полисахаридам относятся крахмал, гликоген и целлюлоза.

Полисахариды – это природные высокомолекулярные соединения, которые состоят из множества остатков моносахаридов.

nC6H12O

6 → (C6H10O5)n + nH2O

В зелёных растениях из углекислого газа и воды в процессе фотосинтеза образуется глюкоза, из которой под действием ферментов образуется крахмал.

Крахмал содержится в виде зёрен в таких растениях, как рис (до 86 %), картофель (около 25 %), кукуруза (около 70 %), пшеница (около 75 %).

Крахмал представляет собой смесь двух полисахаридов: амилозы (это 20 % по массе) и амилопектина (около 80 % по массе). Амилоза представляет собой полимер линейного, неразветвлённого строения, её молекулярная масса равна 106. Амилопектин – это полисахарид, имеющий разветвлённое строение. Он состоит из остатков глюкозы в циклической α-форме. Молекулярная масса его – 109. Амилоза лучше растворяется в воде, чем амилопектин.

Молекулярная формула крахмала – 6Н10О5)n.

Доказано, что молекулы крахмала состоят из остатков α-глюкозы. Макромолекулы крахмала имеют вид двойной спирали. Каждое это звено состоит из шести остатков глюкозы, которые соединены атомами кислорода.

Шесть звеньев спирали образуют пространственную структуру крахмала, внутри которой имеются пустоты, они заполнены молекулами воды.

Крахмал – это белое аморфное вещество, нерастворим в холодной воде, в горячей воде образует клейстер.

Рассмотрим химические свойства крахмала.

Характерной реакцией крахмала является реакция с раствором йода. Так, при действии на крахмал спиртового раствора йода появляется синее окрашивание. Эта окраска исчезает при нагревании и появляется при охлаждении. Данная реакция является качественной на крахмал.

Если провести гидролиз крахмала при кипячении с серной кислотой, то образуется глюкоза.

При ферментативном гидролизе образуется дисахарид – мальтоза.

То есть при гидролизе крахмала образуются промежуточные вещества: сначала декстрины, затем дисахариды, как мальтоза, и на конечной стадии – глюкоза.

В промышленности крахмал получают из картофеля, кукурузы и риса, то есть тех продуктов, где его содержание велико. Крахмал – это источник углеводов. Крахмал применяется в пищевой, фармацевтической промышленности, для производства глюкозы, в качестве клея.

Строение гликогена такое же, как и амилопектина, но степень разветвления гликогена выше. Гликоген растворим в воде, но не образует клейстера.

Гликоген – это резервный полисахарид у животных, он синтезируется и хранится в печени и мышцах.

Целлюлоза входит в состав всех клеточных оболочек растений. Волокна хлопка, льна и конопли в основном состоят из целлюлозы, в древесине её содержится около 50 %. Вата – это почти 100%-ная целлюлоза.

Молекулярная формула целлюлозы также 6Н10О5)n. Но степень полимеризации её гораздо выше, чем крахмала. Макромолекулы целлюлозы построены из остатков β-глюкозы. Все макромолекулы целлюлозы имеют линейное строение.

В организме человека нет ферментов, которые бы расщепляли целлюлозу, но некоторые микроорганизмы, обитающие в почве,  в желудке жвачных животных, муравьях-древоточцах могут это сделать.

Целлюлоза – это белое аморфное вещество, не растворяется в воде и органических растворителях. Гигроскопична, при нагревании обугливается.

Каждый остаток глюкозы в макромолекуле целлюлозы содержит три гидроксильные группы: [C6H7O2(OH)3]n.

Рассмотрим химические свойства целлюлозы.

При гидролизе целлюлозы образуется конечный продукт – глюкоза.

В результате реакции целлюлозы с уксусной кислотой или ангидридом уксусной кислоты образуется сложный эфир – триацетилцеллюлоза.

[C6H7O2(OH)3]n + 3nCH3COOH → [C6H7O2(OCOCH3)3]n + 3nH2O

Сложный эфир образуется и в результате реакции целлюлозы с азотной кислотой, при этом получается тринитроцеллюлоза.

[C6H7O2(OH)3]n + 3nHNO3 → [C6H7O2(ONO2)3]n + 3nH2O

Целлюлозу используют в текстильной промышленности для получения искусственных волокон, в текстильной промышленности используют и готовые волокна льна, хлопка. Из целлюлозы получают этиловый спирт, который используют в качестве технического спирта. Тринитропроизводные целлюлозы используют как взрывчатые вещества и при производстве бездымного пороха. Большое количество целлюлозы идёт на изготовление бумаги.

Подобно целлюлозе в растениях, опорные и механические функции у ракообразных и некоторых насекомых выполняет хитин – это полимер, который входит в состав наружного скелета.

Таким образом, молекулярная формула полисахаридов – (С6Н10О5)n. Крахмал построен из остатков α-глюкозы. Он состоит из макромолекул линейного строения – амилозы и макромолекул разветвлённого строения – амилопектина. Качественной реакцией на крахмал является реакция со спиртовым раствором йода. Конечным продуктом гидролиза крахмала является глюкоза. При гидролизе целлюлозы также образуется глюкоза. Для целлюлозы характерны реакции этерификации с образованием сложных эфиров.

§ 3. Полисахариды

§ 3. ПОЛИСАХАРИДЫ

Низкомолекулярные полисахариды

В зависимости от числа остатков моносахаридов в составе олигосахарида различают дисахариды, трисахариды и т.д. Наиболее часто встречаются дисахариды. К дисахаридам относятся сахароза (свекловичный или тростниковый сахар), лактоза (молочный сахар), мальтоза (солодовый сахар) и целлобиоза.

Молекула сахарозы состоит из остатков -D-глюкопиранозы и -D-фруктофуранозы. Связь между остатками моносахаридов осуществляется за счет гликозидных гидроксильных групп обеих молекул. 

В молекуле сахарозы нет свободной гликозидной группы OH. Для нее не характерна таутомерия, т.е. она не способна образовывать альдегидную группу и поэтому не обладает восстанавливающими свойствами. Как многоатомный спирт сахароза растворяет гидроксид меди (II) с образованием комплексной соли. В кислой среде она гидролизуется с образованием исходных глюкозы и фруктозы.

Лактоза, важнейшее питательное вещество молока, состоит из остатков -D-галактопиранозы и D-глюкопиранозы. Так как в остатке глюкозы присутствует свободный гликозидный гидроксил, может образовываться цепная форма глюкозы с альдегидной группой. Последняя снова образует пиранозный цикл в — или -форме. Поэтому в глюкозном остатке лактозы гликозидная группа ОН показана волнистой линией. Так как в водном растворе лактозы присутствует форма с альдегидной группой, лактоза – восстанавливающий дисахарид. Она дает реакцию «серебряного зеркала», реагирует с Фелинговой жидкостью:


Интересно знать! Дисахарид лактоза, поступая в организм человека с молоком, гидролизуется ферментом лактазой, расщепляясь на составляющие лактозу моносахариды – галактозу и глюкозу. Фермент лактаза выделяется тонким кишечником. Однако некоторые этнические группы населения в азиатских и африканских странах имеют мутацию, приведшую к отсутствию в их организмах этого фермента. Поэтому они страдают непереносимостью молочной пищи. Эта особенность называется непереносимостью лактозы. Это одна из причин отсутствия молочной пищи в китайской кухне (она используется только в одном небольшом регионе).  

Мальтоза и целлобиоза  – продукты неполного гидролиза крахмала, происходящего под влиянием ферментов, содержащихся в солоде (проросших зернах ячменя, которые используются при приготовлении пива) и целлюлозы соответственно. При гидролизе они распадаются с образованием двух молекул глюкозы. 

 

Высокомолекулярные полисахариды

Молекулы высокомолекулярных полисахаридов состоят более   чем   из    10   моносахаридных   остатков, связанных О-гликозидными связями и образующих линейные и разветвленные цепи. В состав простейших полисахаридов входят остатки только одного моносахарида (гомополисахариды), более сложные (гетерополисахариды) состоят из остатков двух или более различных моносахаридов. Кроме обычных пентоз и гексоз, в состав полисахаридов могут входить и различные их производные: дезокисисахара, аминосахара, уроновые кислоты и др. Наиболее важными полисахаридами являются крахмал, целлюлоза и гликоген.

Крахмал – широко распространенный в природе полисахарид, играющий роль резервного вещества многих растений. В состав крахмала входят два полисахарида – амилоза (20 – 30  %) и амилопектин (70 – 80  %). Эти полисахариды построены из остатков -D-глюкопиранозы. Молекулы амилозы построены линейно и имеют меньшую молекулярную массу (до 500 000):

Молекулы амилопектина имеют боковые ответвления:

Молекулярная масса его может превышать 1 000 000. Амилопектин в отличие от амилозы при набухании образует клейстер. Аналогичную структуру имеет и «животный крахмал» – гликоген. Гликоген синтезируется в клетках животных из глюкозы и запасается в печени до 7 % от общей массы и мышцах до 4 %. Гликоген выполняет функцию депо глюкозы: при необходимости он подвергается гидролизу, что позволяет поддерживать постоянную концентрацию глюкозы в крови.

Целлюлоза – главная составная часть оболочек растительных клеток, выполняющая функции конструкционного материала. Молекулы целлюлозы построены из остатков -D-глюкопиранозы:

 

Макромолекулярные цепи целлюлозы имеют линейное строение с молекулярной массой, превышающей 1 000 000. Организм человека не приспособлен к перевариванию целлюлозы (хотя она и является составной частью клетчатки), потому что в нем   отсутствуют   ферменты,  позволяющие  гидролизовать  -1,4-связи в целлюлозе. Однако коровы и другие жвачные животные, благодаря симбиозу с микроорганизмами, имеют необходимые ферменты и поэтому могут переваривать целлюлозу.

Химические свойства целлюлозы и крахмала определяются наличием большого числа гидроксильных групп. В промышленности используется способность целлюлозы образовывать алкильные, ацильные (ацетатные волокна) и нитропроизводные (нитроцеллюлоза). 

 

При гидролизе крахмала и целлюлозы образуется глюкоза. Реакция проводится в кислой среде.

Крахмал и гликоген дают цветную реакцию с раствором иода в иодиде калия. Крахмал окрашивается в темно-синий цвет, а гликоген – в винно-красный.

Широко распространен в природе хитин – главный скелетный полисахарид беспозвоночных. Хитин является клеточным компонентом стенок грибов, некоторых зеленых водорослей. По химической природе он представляет собой полиаминосахарид. 

Представителями гетерополисахаридов являются кислые мукополисахариды, или гликозаминогликаны. Обычно они присоединяются к белкам. Они присутствуют в межклеточном веществе, хрящах, сухожилиях, коже и выполняют структурную и защитную функцию. К гетерополисахаридам относится также и гепарин, о его функции мы говорили ранее.

Полисахариды животного происхождения — Справочник химика 21

    ПОЛИСАХАРИДЫ ЖИВОТНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ [c.577]

    Полисахариды животного происхождения. — Хитин представляет собой полисахарид, образующий твердые панцири ракообразных и насекомых. При полном кислотном гидролизе хитина в жестких условиях образуется почти теоретическое количество уксусной кислоты и )-глюкозамина (2-амино-2-дезокси- )-глюкозы). Гидролиз под действием фермента, встречающегося в кишечнике улитки, приводит к Н-ацетилглюкозамину. Хитин является, таким образом, линейным полимером, сходным по структуре и устойчивости с целлюлозой. [c.576]


    ПОЛИСАХАРИДЫ ЖИВОТНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ 563 [c.563]

    Гликоген, или животный крахмал, ( 6H o05)J .. Представляет собой полисахарид, являющийся резервным материалом животных организмов накапливается в тканях, особенно в печени и в мышцах служит источником энергии при мышечной работе. Является ценной составной частью пищевых продуктов животного происхождения (содержится в рыбе, в мясе, в печени и др.). [c.262]

    Вопрос о классификации полисахаридов часто доставляет затруднения. Иногда, особенно в дисциплинах, связанных с биологией, в основу классификации кладется происхождение полисахарида, и их делят на растительные полисахариды, полисахариды животного происхождения, полисахариды микроорганизмов или, более узко, на полисахариды хвойных пород, полисахариды водорослей и т. д. [c.151]

    К полисахаридам со специальными функциями относится ряд очень сложных соединений, биохимические функции которых не всегда известны точно. Сюда относятся растительные камеди и слизи, наиболее известная из которых — гуммиарабик, используемый для получения клеев и чернил. Далее, среди таких полисахаридов имеются гликозаминогликаны (старое название — мукополисахариды). Эти аминополисахариды животного происхождения составлены из дисахаридов, содержащих гексозамин (например, о-глюкозамин или о-галактоз-амин), связанный с альдуроновой кислотой. Они выполняют в организме различные функции. Некоторые встречаются в слизистой оболочке дыхательного и пищеварительного трактов, другие — в соединительных тканях (хрящи, сухожилия) и в суставной жидкости. Одно из наиболее изученных соединений этой группы — гиалуроновая кислота. Она содержится в стекловидном теле, пуповине и суставной жидкости. Вязкий рас- [c.215]

    Глюкозамин является продуктом гидролиза хитина, основного полисахарида наружного скелета насекомых и ракообразных, и встречается в различных полисахаридах животного происхождения, а также некоторых белках (гл. 15 и 38), Галактозамин входит в состав типичных полисахаридов хрящей, хондроитинсульфатов (гл. 38) и некоторых гликосфинголипидов (гл. 3). [c.40]

    Углеводы. К углеводам относятся сахара и вещества, превращающиеся в них при гидролизе. Углеводы — продукты растительного и животного происхождения. Наряду с белками и жирами, они являются важнейшей составной частью пищи человека и животных многие из них используются как техническое сырье. Углеводы подразделяют на моносахариды, дисахариды и полисахариды. [c.491]

    Коллоиды, к этой группе можно отнести разнообразные вещества растительного и животного происхождения, которые образуют с водой коллоидные растворы многие из них являются полисахаридами. [c.111]

    У человека из углеводов перевариваются в основном полисахариды-крахмал и целлюлоза, содержащиеся в растительной пище, и гликоген, содержащийся в пище животного происхождения. Крахмал и гликоген полностью расщепляются ферментами желудочно-кишечного тракта до составляющих их структурных блоков, а именно свободной D-глюкозы. Этот процесс начинается во рту во время пережевывания пищи благодаря действию фермента амилазы, вьщеляемого [c.745]


    Ежедневно молодым мужчинам рекомендуется потреблять 54 г белков, однако при этом подразумевается, что в пищу входят самые разнообразные белки растительного и животного происхождения. Из приведенных в табл. 26-10 данных следует, что по крайней мере 12 из 54 г белка должны приходиться на долю незаменимых аминокислот, а остальные 42 г-на долю заменимых. Питательная ценность или качество данного белка зависит от двух факторов (1) от его аминокислотного состава и (2) от его усвояемости. Белки значительно различаются по аминокислотному составу (разд. 6.3). Некоторые из них содержат полный набор незаменимых аминокислот в оптимальных соотношениях другие могут не содержать одной или нескольких незаменимых аминокислот. Растительные белки, особенно белки пшеницы и других злаковых, не могут полностью перевариваться, так как белковая часть зерен защищена состоящей из целлюлозы и других полисахаридов оболочкой, которая не гидролизуется пищеварительными ферментами. Поскольку в кишечнике могут усваиваться только свободные ами- [c.824]

    Очень близок по строению к амилопектину важнейший гомополиса-ларид животного происхождения — гликоген. Гликоген играет в животном организме роль резервного полисахарида. При избытке углеводов пище он, образуясь из избыточной глюкозы, откладывается в печени. Напротив, при недостатке углеводов в пище он распадается, и образующаяся при этом глюкоза поступает в кровь. [c.159]

    D-глюкоза — наиболее распространенная альдогексоза, встречающаяся как в свободном виде в виноградном соке и многих сладких плодах, так и в виде сложных сахаров — дисахаридов (сахароза, лактоза) и особенно часто — в виде полисахаридов растительного происхождения (крахмал, клетчатка) и животного происхождения (гликоген). В промышленности глюкозу получают гидролизом крахмала с разбавленной серной кислотой. Серную кислоту потом нейтрализуют мелом и отфильтровывают в виде труднорастворимого сульфата кальция. Упаренный сироп называют патокой. Частично патока идет непосредственно в кондитерское производство, частично из нее получают кристаллизованную очищенную глюкозу для медицинских и технических целей. [c.207]

    Лектинами называют белки или гликопротеиды растительного (фитогемагглютинины) или животного происхождения, проявляющие более или менее избирательное сродство к остаткам индивидуальных сахаров или групп сходных сахаров. Разнообразие остатков сахаров, часто встречающихся в природе, невелико, но они входят в салшх различных колхбинациях во множество биологически важных соединений полисахаридов, мукополисахаридов, гликопротеидов, глико-липидов и др. Многие из этих соединений участвуют в построении клеточных мембран. Подобно антителам, лектины обладают более чем одним участком связывания сахаров, что обусловливает их сио-собностъ агглютинировать эритроциты и другие клетки, отбирая их по классам, напрпмер опухолевые или эмбриональные. Используемые в качестве аффинных лигандов, лектины позволяют решать важные задачи очистки содержащих сахара компонентов плазмы, гликопротеидов клеточных мембран и др. [c.363]

    Специальной обработкой костей, рога и кожи животных в промышленности получают желатин, представляющий собой смесь белковых веществ животного происхождения. В промышленности наряду с желатином широко применяется агар-агар — продукт, выделяемый из некоторых видов морских водорослей, в котором содержится до 85—90% углеводов, главным образом полисахаридов (пентозаны, гексозаны, галактаны).[c.38]

    Клеи животного происхождения, например животный клей, желатин, казеин, агар-агар и др., содержат протеины и, следовательно, азот. В отличие от них клеи растительного происхождения, например аравийская камедь, пектины, крахмалы, декстрин и др., являются полисахаридами или родственными им соединениями и поэтому не содержат азота. Следовательно, клеи этих двух классов можно отличить друг от друга по реакции на азот. Для этого можно использовать способ, описанный на стр. 127. Пробу подвергают пиролизу в присутствии МпО, или Мп Од для образования азотистой кислоты. При этом следует руководствоваться приведенными при описании реакции указаниями. [c.677]

    Степень полимеризации амилозы варьируется от 800 для кукурузного крахмала до 3 800 для картофельного. Для молекул разветвленного амилопектииа из картофельного крахмала степень полимеризации достигает 220 000. Гликоген — резервный полисахарид животного происхождения — подобен амилопектипу, по еще более разветвлен.[c.21]

    Примерно 60% наружной части земной коры (гранитный слой) состоит из высокомолекулярных соединений — полимеров оксида кремния и сложных силикатов. В состав растений входят высокомолекулярные соединения полисахариды, белки и др. Например, в древесине хвойных пород содержится (в % от сухой массы) 97,8% высокомолекулярных соединений, в картофеле 86,8%. Главную часть почти всех веществ животного происхождения составляют высокомолекулярные соединения. Исключительную роль в жизнедеятельности животных и растительных организмов играют высокомолекулярные белки и нуклеиновые кислоты. [c.280]


    Полисахариды — высокомолекулярные углеводы, представляющие собой продукты поликонденсации моносахаридов или их производных. По химической природе полисахариды следует рассматривать как полигликози-ды. При этом каждое звено моносахарида связано гликозидными связями с предыдущим и последующим звеньями. Для связи с последующим звеном предоставляется гликозидная гидроксигруппа, а для связи с предыдущим звеном — спиртовая (гликозная) гидроксигруппа, чаще всего у атомов или С . В полисахаридах растительного происхождения в основном образуются 1,4- или 1,6-гликозидные связи, а в полисахаридах животного происхождения кроме этих связей образуются также 1,3- и 1,2-гликозидные связи. На конце молекулы часто находится восстанавливающий остаток моносахарида, но поскольку его доля по отношению ко всей молекуле очень мала, то полисахариды проявляют очень слабые восстанавливающие свойства. [c.494]

    Из углеводов в рационе питания большая часть (до 65 %) должна обеспечиваться сложными углеводами (полисахаридами). Суточная потребность жиров в рационе питания должна обеспечиваться на 70 % жирами животного происхождения и на 30 % — растительного происхождения, которые содержат моно- и полиненасыщенные жирные кислоты. Источниками полноценного белка являются продукты животного происхождения.[c.446]

    Полимерные соединения могут быть природными или синтетическими. К природным органическим полимерам относится целлюлоза, полисахариды, белки растительного и животного происхождения, нуклеиновые кислоты, лигнин, натуральный каучук к неорганическим — кварц, корунд, графит, алмаз. Непрерывно возрастает число синтетических органических полимеров, получаемых из низкомолекулярных соединений или химическим превращением природных либо ранее полученных синтетических полимеров. Полимеры являются основным компонентом пластических масс и резин, из них изготавливают пленки и искусственные кожи, волокна и искусственные меха, защитные покрытия, герметики, клеи и т. п. [c.10]

    Лечить болезни с помощью различных химических соединений люди пытались во все периоды развития цивилизации. До конца XIX века применяли в основном вещества растительного или животного происхождения. В большинстве случаев использовали смеси, часто неизвестного состава. Успехи органической химии позволили широко внедрить в медицинскую практику индивидуальные синтетические препараты известной структуры, которые почти полностью вытеснили природные. С синтетическими лекарствами справедливо связывают огромные успехи лекарственной терапии. Почти все синтетические лекарственные вещества, применяемые в медицине, являются низкомолекулярными соединениями, в то время как многие лекарственные вещества природного происхождения представляют собой биополимеры — белки, пептиды или полисахариды. [c.7]

    Известны три вида амилаз, которые различаются главным образом по конечным продуктам их ферментативного действия а-амилаза, 3-амилаза и у-амилаза. а-Амилаза расщепляет в полисахаридах внутренние а-1,4-свя-зи, поэтому ее иногда называют эндоамилазой. Молекула а-амилазы содержит в своих активных центрах ионы Са , необходимые для ферментативной активности. Кроме того, характерной особенностью а-ами-лазы животного происхождения является способность активироваться одновалентными анионами, прежде всего ионами хлора. [c.319]

    Полисахариды составляют обширный класс соединений, который, несмотря на огромное количество посвященных ему работ, остается еще относитещь но мало изученным. Полисахариды являются полимерами или, точнее, продуктами поликонденсации моносахаридов и содержат гетерополимерную цепь, где углерод-углеродные связи закономерно прерываются атомами кислорода. Не касаясь биологической классификации полисахаридов (где они могут быть подразделены на полисахариды растительного и животного происхождения, бактериальные полисахариды и т. д.), с чисто химической точки зрения они Должны быть прежде всего разделены на гомополисахариды, состоящие из единственного мономера—-моносахарида, и гетерополисахариды, полимерная цепь которых построена из регулярного или нерегулярного чередования двух или более мопосахаридов. Гомополисахариды в свою очередь Могут быть разделены по классам входящих в них моносахаридов на пентозаны, состоящие из пентоз, гексозаны — из гексоз и т. д, или более узко-—на глюканы, маннаны и т. д. [c.9]

    Гликопротеиды и мукопротеиды. К этому классу относятся многочисленные вещества животного происхождения, состоящие из углеводов и белка. Углеводы (простетические группы) этих веществ являются полисахаридами, всегда содеря а-щими остатки К-ацетилгексозампна наряду с остатками других моносахаридов или уроновых кислот. Полисахариды, содержащие ацетилгексозамины, были названы мукополисахаридами некоторые из них были описаны выше (стр. 333). [c.453]

    ИЗ повторяющихся звеньев. Такая регулярность свойственна полисахаридам животного и бактериального происхождения. Так, выделением альдотетрауроновой кислоты, а именно О- -в-глюкопиранозилуроновая кислота-(1 4)-0-р-о-глюкопиранозил-(1 —>4)-0-a-D-глюкoпиpaнoзил-(l —>-4)-галактозы, было установлено [c.60]

    Диметиловые эфиры фосфатидов (- СНз), полученные из образца кефалина животного происхождения, удалось разделить хроматографически на три фракции соединений. Хроматография эфиров фосфатидов проводилась па бумаге, обработанной А1(0Н)з в системе растворителей ацетон — метанол (1 1). Разработка методов количественной хроматографии фосфатидов представляет большой интерес для биохимии, так как фосфатидам принадлежит важная роль в энергетическом и пластическом обмене животных и растительных организмов. Метод радиоактивного диазометанолиза в сочетании с хроматографией можно также использовать для анализа ряда других фосфорных эфиров и нуклеиновых кислот. Метилированию радиоактивным диазометаном могут быть также подвергнуты фенолы и полисахариды. [c.442]

    Другими важными полисахаридами являются гликоген—продукт, аналогичный крахмалу, но животного происхождения бактериальные полисахариды, например декстран хитин из скелета насекомых, представляющий собой полимер ацетилирован-ного глюкозамина, ряд смол, являющихся сополимерами различных сахаров гиалуроновая кислота—полиэлектролит, представляющий собой сополимер глюкуроновой и Ы-ацетилглюкуроно-вой кислот. Большинство этих веществ до сих пор мало изучено с физико-химической точки зрения. [c.23]

    Защитную и и мунную роль выполняют полисахариды животных тканей (гепарин, гиалуроновая кислота, хондроитинсульфаты). Они имеют более сложное строение по сравнению с полисахаридами бактериального и растительного происхождения. Характерным отличием этих соединений является наличие неокольких типов моносахаридных остатков и различных типов гликозидных связей. [c.60]

    Ментил-а-в-глюкуронид в 0,1%-ном растворе не дает окраски. То же наблюдается при исследовании згекоторых полиуронидов, таких, как пектовая и альгиновая кислоты и полисахариды из пневмококков, содержащие гексуроновые кислоты. Однако мукополисахариды животного происхождения дают в этой реакции более интенсивную окраску, чем эквивалентные количества гексуроновых кислот. [c.40]

    Из других природных полисахаридов растительного происхождения можно назвать гуммиарабик, трагакант, карайю, агар, дск-страны, лихенин — резервный полисахарид исландского мха, являющийся линейным полимером р-О-глюкопиранозы, содержащий 30% 1 3-и 707о 1->4-связей. Еще одним сопутствующим целлюлозе полисахаридом с а-1,4-гликозидными связями является крахмал, содержащийся в клубнях, например, картофеля, корнях и сердцевине стеблей растений. В семенах имеется до 70°/о крахмала, а в других частях растений — 4—25% (Йирген-сонс, 1964). Крахмал обычно хорошо усваивается животными, человеком и большинством микроорганизмов. [c.18]

    Целлюлоза, или клетчатка (СеНюОб) — наиболее сложный полисахарид растительного происхождения. Содержание ее в растениях очень большое например, в хлопке — 90—95%. в других растениях — от 40 до 50%. В растениях целлюлоза находится в смеси с другими веществами (гемицеллюлоза, лигнин, пектиновые вещества, смолы, липиды). Целлюлоза используется для изготовления искусственного волокна, лаков, целлулоида, искусственной кожи и взрывчатых веществ. Она переваривается лишь в желудочно-кишечном тракте жвачных животных, в желудке которых имеются особые бактерии, гидролизующие клетчатку с помощью выделяемого ими фермента целлюлазы. [c.98]

    Галактоза входит в состав дисахаридов (лактоза), трисахаридов (ра-финоза) и полисахаридов как растительного, так и животного происхождения.[c.239]

    Гликонротеины поэтому лучше определить [44] как конъюгированные белки, содержащие в качестве простетических групп один или несколько гетеросахаридов с относительно небольшим числом моносахаридных остатков, лишенных повторяющегося звена и присоединенных ковалентно к поли-нентидной цени. Ввиду а) различий между гликопротеинами в числе, составе и величине гетеросахаридных простетических групп, б) разнообразия состава белковой части гликопротеинов и в) сильно меняющегося содержания углеводов кажется, что отсутствие регулярно повторяющегося звена, небольшое число моносахаридных остатков в гетеросахариде и его ковалентная связь с белком — единственные структурные особенности, общие для всех протеинов животного происхождения. Напротив, структурными особенностями, общими для углеводной части всех животных полисахарид-белковых комплексов, являются наличие повторяющегося звена и относительно большое число моносахаридных остатков. В некоторых из них связь между полисахаридом и белком ковалентна, в других—может быть электростатической.[c.34]

    Полисахариды составляют большую и важную в биологическом отношении группу антигенов. Они входят в состав капсулы и клеточной стенки микробов, определяя их антигенную специфичность. Выраженными антигенными свойствами обладают полисахариды растительного пронсхождспия. Будучи составной частью цитоплазматической мембраны клеток животного происхождения, нолисахарнды играют важную роль в формировании их антигенной структуры. В меньшей степенн изучены антигенные свойства углеводных компонентов растворимых глобулярных белков. [c.39]

    Среди полимеров растительного и животного происхождения следует назвать декстраны — продукты частичного гидролиза полисахаридов, которые применяются в сорбенте дебризан. [c.253]


Крахмал — урок. Химия, 8–9 класс.

Полисахариды — углеводы, в молекулах которых многократно повторяются остатки циклической формы глюкозы.

Состав всех полисахаридов выражается формулой C6h20O5n. Все полисахариды подвергаются гидролизу, продуктом которого является глюкоза:

 

C6h20O5n+nh3O→nC6h22O6.

 

К полисахаридам относятся крахмал, гликоген (животный крахмал) и целлюлоза (клетчатка).

 

Крахмал является запасным веществом растений и широко распространён в природе. Он в больших количествах содержится в зёрнах ржи, пшеницы, кукурузы, в клубнях картофеля.

 

Образуется крахмал в клетках растений из глюкозы:

 

nC6h22O6→C6h20O5n+nh3O.

 

Число повторяющихся структурных звеньев в макромолекуле крахмала может колебаться от \(100\) до \(6000\). Относительная молекулярная масса молекул тоже сильно различается.

 

Макромолекулы крахмала имеют линейное и разветвлённое строение.

 

Рис. \(1\). Молекулы крахмала

 

Крахмал — белое аморфное вещество, нерастворимое в холодной воде. В горячей воде он набухает и образует клейстер. Не имеет вкуса.

 

Рис. \(2\). Крахмал

 

Характерная реакция крахмала — реакция с иодом. При действии раствора иода на крахмал образуется соединение синего цвета. Эту реакцию используют для качественного определения крахмала.

 

Рис. \(3\). Действие иода на крахмал

 

Крахмал входит в состав продуктов питания и является основным источником углеводов в организме человека.

 

В организме крахмал подвергается гидролизу под действием пищеварительных ферментов. Процесс переваривания крахмала начинается уже в ротовой полости под действием ферментов слюны. Далее гидролиз крахмала продолжается в желудке и в кишечнике. Образовавшаяся глюкоза всасывается в кровь, а затем используется клетками для получения энергии.

 

Крахмал применяется для получения глюкозы. Используется для проклейки бумаги и картона, для пропитки тканей. Применяется он также при изготовлении таблеток в качестве наполнителя.

Источники:

Рис. 1. Молекулы крахмала https://image.shutterstock.com/image-vector/illustration-chemical-polysaccharide-form-which-600w-1738186163.jpg

Рис. 2. Крахмал

Рис. 3. Действие иода на крахмал

Полисахарид | химическое соединение | Britannica

Полисахарид , также называемый гликаном , форма, в которой находится большинство природных углеводов. Полисахариды могут иметь разветвленную или линейную молекулярную структуру. Линейные соединения, такие как целлюлоза, часто упаковываются вместе, образуя жесткую структуру; разветвленные формы (например, гуммиарабик) обычно растворимы в воде и образуют пасты.

Полисахариды, состоящие из множества молекул одного сахара или одного производного сахара, называются гомополисахаридами (гомогликанами).Гомополисахариды, состоящие из глюкозы, включают гликоген и крахмал — запасные углеводы животных и растений, соответственно, а также целлюлозу, важный структурный компонент большинства растений. Препараты декстрана, гомополисахарида глюкозы, обнаруженного в слизях, выделяемых некоторыми бактериями, используются в качестве заменителей плазмы крови при лечении шока. Другие гомополисахариды включают пентозаны (состоящие из арабинозы или ксилозы) из древесины, орехов и других растительных продуктов; и фруктаны (леваны), состоящие из фруктозы, такие как инулин из корней и клубней топинамбура и георгина.Гомополисахариды маннозы содержатся в орехах слоновой кости, клубнях орхидей, соснах, грибах и бактериях. Пектины, содержащиеся во фруктах и ​​ягодах и используемые в коммерческих целях в качестве желирующих агентов, состоят из производного галактуроновой кислоты (которая сама является производной сахарной галактозы). Повторяющаяся единица хитина, компонента внешнего скелета членистоногих, представляет собой N -ацетил-d-глюкозамин, соединение, полученное из глюкозы; панцири членистоногих, таких как крабы и омары, содержат около 20 процентов хитина. Он также встречается в некоторых структурах кольчатых червей, моллюсков и других групп беспозвоночных (например,g., медузы, мшанки, нематоды и скребни). Клеточные стенки большинства грибов также состоят из хитина. Хитин в природе связан с белком.

Подробнее по этой теме

углевод: полисахариды

Полисахарид s, или гликаны, можно классифицировать несколькими способами; Часто используется следующая схема. Гомополисахариды …

Полисахариды, состоящие из молекул более чем одного сахара или производного сахара, называются гетерополисахаридами (гетерогликанами).Большинство из них содержат только две разные единицы и связаны с белками (гликопротеины — например, гамма-глобулин из плазмы крови, кислые мукополисахариды) или липидами (гликолипиды — например, ганглиозиды в центральной нервной системе). Кислые мукополисахариды широко распространены в тканях животных. Основная единица представляет собой так называемый смешанный дисахарид, состоящий из глюкуроновой кислоты, связанной с N -ацетил-d-глюкозамином. Самый распространенный мукополисахарид, гиалуроновая кислота из соединительной ткани, также является основным компонентом суставной жидкости (синовии) и встречается в мягкой соединительной ткани (желе Уортона) пуповины млекопитающих.Глюкуроновая кислота, связанная с N, -ацетил-d-галактозамин является повторяющейся единицей хондроитинсульфата, гетерополисахарида, обнаруженного в хрящах. Гепарин, гетерополисахарид, относящийся к кислым мукополисахаридам, обладает антикоагулянтными свойствами и присутствует в соединительной и других тканях.

Сложные гетерополисахариды встречаются в камедях растений, таких как гуммиарабик из Acacia и трагакант из Astragalus . Большинство из них содержат глюкуроновую кислоту и различные сахара.Полученные после механического повреждения коры (метод, используемый в промышленном производстве) или нападения на кору определенных бактерий, насекомых или грибов, камеди растений используются в искусстве (гуммиарабик) и в качестве адгезива и эмульгатора ( камедь трагаканта). Гетерополисахариды также встречаются в стенках бактериальных клеток.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Что такое полисахариды?

ЧТО ТАКОЕ САХАРИДЫ?

Сахариды более известны как углеводы (буквально гидраты углерода).Относительно сложные углеводы известны как полисахариды. Простейшие углеводы — это моносахариды, которые представляют собой небольшие линейные альдегиды и кетоны с множеством добавленных гидроксильных групп, обычно по одной на каждом атоме углерода, за исключением функциональной группы. Примеры моносахаридов включают глюкозу (декстрозу), фруктозу (левулозу) и галактозу. Моносахариды — это строительные блоки дисахаридов (таких как сахароза и лактоза) и полисахаридов (таких как целлюлоза и крахмал).

ЧТО ТАКОЕ ДИСАХАРИДЫ?

Дисахарид образуется, когда два моносахарида (простые сахара) подвергаются реакции конденсации, которая включает отщепление небольшой молекулы, такой как вода, только из функциональных групп.Как и моносахариды, дисахариды растворимы в воде. Три распространенных моносахарида — это сахароза, лактоза и мальтоза.

«Дисахарид» — одна из четырех химических групп углеводов (моносахарид, дисахарид, олигосахарид и полисахарид).

ЧТО ТАКОЕ ОЛИГОСАХАРИДЫ?

Олигосахарид — это сахаридный полимер, содержащий небольшое количество (обычно от трех до девяти простых сахаров (моносахаридов). Олигосахариды могут выполнять множество функций; например, они обычно находятся на плазматической мембране клеток животных, где они могут играть роль в Распознавание от клетки к клетке.

ЧТО ТАКОЕ ПОЛИСАХАРИДЫ?

Полисахариды представляют собой полимерные углеводные структуры, состоит из повторяющихся единиц либо моносахаридов (например, глюкозы, фруктозы, галактозы) или дисахариды (например, сахароза, лактоза) соединены гликозидными связями. Их структура варьируется от линейной до сильно разветвленной. Примеры включают запасные полисахариды, такие как крахмал и гликоген, и структурные полисахариды, такие как целлюлоза и хитин.Полисахариды содержат более десяти моносахаридных единиц. Определения того, насколько большим должен быть углевод, чтобы попасть в категории полисахаридов или олигосахаридов, варьируются в зависимости от личного мнения.

Амилоза представляет собой линейный полимер глюкозы, в основном связанный с альфа (1 → 4) связями (см. Выше). Он может состоять из нескольких тысяч единиц глюкозы. Это один из двух компонентов крахмала, другой — амилопектин. Амилопектин представляет собой разветвленный полимер молекулы глюкозы (см. Ниже).


Полимер с разветвленной амилозой

Полисахариды имеют общую формулу C x (H 2 O) y , где x обычно является большим числом от 200 до 2500. Учитывая, что повторяющиеся звенья в основной цепи полимера часто являются шестиуглеродные моносахариды, общая формула также может быть представлена ​​как (C 6 H 10 O 5 ) n , где 40≤n≤3000.

ЧТО ТАКОЕ ЦЕЛЛЮЛОЗА?

Целлюлоза представляет собой пример структурного полисахарида . Он используется в клеточных стенках растений и других организмов и считается самой распространенной органической молекулой на Земле. Целлюлоза образуется, когда молекулы бета-глюкозы соединяются с образованием полимера, подобно тому, как амилоза образуется в виде полимера из альфа-глюкозы.

У людей, в отличие от коров, в кишечнике нет необходимых бактерий, которые вырабатывают ферменты (целлюлазы), которые могут разрушать связи 1-4 бета-глюкозы.Таким образом, мы не можем расщепить целлюлозу на составляющие молекулы глюкозы, как это делаем с крахмалом. Несмотря на то, что эти сложные углеводы не усваиваются, они содержат важные пищевые элементы для человека — так называемые пищевые волокна. Пищевые волокна, помимо прочего, улучшают пищеварение. Основное действие пищевых волокон — это изменение характера содержимого желудочно-кишечного тракта и изменение того, как усваиваются другие питательные вещества и химические вещества. Растворимая клетчатка связывается с желчными кислотами в тонком кишечнике, что снижает вероятность их попадания в организм; это, в свою очередь, снижает уровень холестерина в крови.Растворимая клетчатка также снижает всасывание сахара, снижает реакцию сахара после еды, нормализует уровень липидов в крови и, после ферментации в толстой кишке, производит в качестве побочных продуктов короткоцепочечные жирные кислоты. Узнайте больше о разнице между молекулами альфа и бета -D-глюкозы. Примечание: целлюлоза не разветвляется — это полимер с прямой цепью. Кроме того, из-за водородных связей между молекулами он может образовывать очень жесткие волокна.


ПОЧЕМУ ЦЕЛЛЮЛОЗА ЖЕСТКАЯ, А АМИЛОЗ НЕЖЕСТКИЙ?

В целлюлозе единицы глюкозы связаны β (1 → 4) гликозидными связями.Из-за бета-связи в целлюлозе существует некоторая внутримолекулярная водородная связь, которая, по-видимому, поддерживает выравнивание соседних единиц глюкозы вдоль одной и той же линии.

Целлюлоза не разветвляется и представляет собой полимер с прямой цепью. Однако из-за водородных связей между молекулами он может образовывать очень жесткие волокна (см. 3D-структуру целлюлозы). Поскольку каждая молекула целлюлозы плоская, они могут накладываться друг на друга. Когда они укладываются в клеточные стенки целлюлозы растений, они образуют фибриллы.

Диетические полисахариды

Диетические полисахариды

Полисахариды, особенно растительного происхождения, являются важными компонентами рационов травоядных и всеядных животных. Этот сложный набор молекул можно разделить на несколько категорий, в зависимости от того, идет ли речь о химии или питании. С точки зрения физиологии пищеварения и питания, возможно, наиболее подходящая классификация основана на том, синтезируют ли животные ферменты, которые позволяют рассматриваемому полисахариду перевариваться в абсорбируемые моносахариды.С этой точки зрения, у нас есть крахмал, который может перевариваться ферментами позвоночных, а не клетчатка, которая не может.

Крахмал: амилоза и амилопектин

Крахмал — это основной углевод, содержащийся в семенах и клубнях растений; важные источники крахмала включают кукурузу (кукурузу), картофель и рис. Крахмал существует в виде гранул, каждая из которых состоит из нескольких миллионов молекул амилопектина вместе с еще большим количеством молекул амилозы. Поскольку амилопектин представляет собой гораздо большую молекулу, чем амилоза, масса амилопектина обычно в 4-5 раз превышает массу амилозы в крахмале.

Амилоза состоит из линейных спиральных цепей примерно от 500 до 20000 мономеров альфа-D-глюкозы, связанных вместе альфа (1-4) гликозидными связями.
Амилопектин молекулы — это огромные разветвленные полимеры глюкозы, каждый из которых содержит от одного до двух миллионов остатков. В отличие от амилозы амилопектин является разветвленным. Он содержит многочисленные амилозоподобные цепи до 30 остатков глюкозы, связанных альфа (1-4) связями, соединенных друг с другом через точки разветвления альфа (1-6).

Крахмал расщепляется до глюкозы в два основных этапа:

Сначала амилоза и амилопектин гидролизуются на мелкие фрагменты под действием альфа-амилазы, секретируемой слюнными железами у некоторых видов и поджелудочной железой в целом. Амилаза расщепляет только внутренние альфа (1-4) гликозидные связи, тем самым восстанавливая крахмал до трех различных олигосахаридов: мальтозы (дисахарид), мальтотриозы (трисахарида) и группы декстринов с ограничением альфа, которые содержат точки ветвления от амилопектина.

Во-вторых, мальтоза, мальтотриоза и предельные декстрины гидролизуются на просветной поверхности тонкого кишечника ферментным комплексом щеточной каймы, называемым сукраза-изомальтаза (также часто называемым мальтазой). На этом этапе в конечном итоге получают мономеры глюкозы, которые затем транспортируются в энтероциты тонкого кишечника за счет совместного транспорта с ионами натрия.

Пищевые волокна: целлюлоза и гемицеллюлоза

Было предложено несколько определений для «волокна». Раннее определение, все еще вполне подходящее, в основном гласит, что клетчатка — это часть пищи, полученная из стенок растительных клеток, которая плохо переваривается млекопитающими.«Другими словами, млекопитающие часто потребляют клетчатку, но сами не выделяют ферменты, необходимые для ее переваривания в форму, которая может усваиваться. Другое общее определение клетчатки — это некрахмальный полисахаридный компонент пищевых продуктов.

Основными компонентами пищевых волокон являются целлюлоза и гемицеллюлоза растительного происхождения. Пектин и пектиновая кислота — это другие полисахариды растений, часто присутствующие в диетах.

Целлюлоза — это линейный полимер, содержащий от 1000 до 10000 молекул бета-D-глюкозы, в котором соседние молекулы глюкозы ковалентно связаны через бета (1-4) гликозидные связи.Бета (1-4) связи заставляют полимер принимать неспиральную, прямую структуру, которая отличается от спиральной структуры, наложенной на молекулы крахмала альфа (1-4) связью. Не спиральная структура целлюлозы также способствует образованию водородных связей между молекулами целлюлозы.

Полимеры целлюлозы связываются друг с другом посредством огромного количества водородных связей, образуя микроволокна. Микроволокна взаимодействуют с образованием целлюлозных волокон. Типичное волокно содержит примерно 500 000 молекул целлюлозы.Высокая прочность на разрыв целлюлозных волокон отражает огромное количество водородных связей, включенных в их структуру.

Гемицеллюлоза представляет собой гетерополимер, состоящий из различных сахаров, включая ксилозу, арабинозу и маннозу, с разветвленной структурой. В отличие от высокоупорядоченной структуры целлюлозы, гемицеллюлоза принимает аморфозную структуру и становится сильно гидратированной, образуя гель.

Клетка позвоночных, вырабатывающая фермент, гидролизующий целлюлозу или гемицеллюлозу, не идентифицирована.Конечно, амилаза не расщепляет эти два полисахарида. Таким образом, пищевые волокна не перевариваются и проходят через тонкий кишечник практически без изменений.

В толстом кишечнике (или в предсердиях жвачных животных) клетчатка переваривается ферментами — целлюлазами и гемецеллюлазами — микробного происхождения; этот процесс называется ферментацией. Ферментация не дает моносахаридов, которые можно абсорбировать. Скорее, его основными продуктами являются летучие жирные кислоты с короткой цепью, которые легко абсорбируются и используются для получения энергии и синтеза липидов.Таким образом, если чан для брожения имеет достаточный размер (например, для травоядных животных), пищевые волокна могут быть основным источником энергии. 11

Отправляйте комментарии [email protected]

1d Полисахариды — Углеводы — Содержание MCAT

Полисахариды представляют собой длинные цепи моносахаридов, связанных между собой гликозидными связями .

Цепь полисахарида может быть разветвленной или неразветвленной, и она может содержать различные типы моносахаридов.Общие полисахариды включают крахмал , гликоген и целлюлозу .

Растения способны синтезировать глюкозу, а избыток глюкозы хранится в виде крахмала в различных частях растения, включая корни и семена. Крахмал — это хранимая в растениях форма сахаров. В крахмале мономеры глюкозы находятся в α-форме (с гидроксильной группой углерода 1, торчащей ниже кольца), и они связаны в основном α-1-4 гликозидными связями (т.е.(например, связи, в которых атомы углерода 1 и 4 двух мономеров образуют гликозидную связь). Амилоза полностью состоит из неразветвленных цепей мономеров глюкозы, соединенных 1-4 связями. Амилопектин — разветвленный полисахарид. Хотя большинство его мономеров связаны 1-4 связями, дополнительные 1-6 связей возникают периодически и приводят к точкам разветвления. Вы можете увидеть это на рисунке ниже:

Гликоген — это форма хранения глюкозы у людей и других позвоночных.Он похож на крахмал, за исключением того, что он имеет более α-1-6 гликозидных связей (примерно 1 на каждые 10 молекул глюкозы), что делает его сильно разветвленным соединением. Гликоген является животным эквивалентом крахмала и представляет собой сильно разветвленную молекулу, обычно хранящуюся в клетках печени и мышц. Когда уровень глюкозы в крови снижается, гликоген расщепляется с высвобождением глюкозы в процессе, известном как гликогенолиз.

Целлюлоза — самый распространенный природный биополимер . Клеточная стенка растений в основном состоит из целлюлозы; это обеспечивает структурную поддержку клетки.Дерево и бумага в основном целлюлозные по своей природе. Целлюлоза состоит из мономеров глюкозы, которые связаны β -1-4 гликозидными связями . Эти цепи группируются вместе, образуя параллельные пучки, которые удерживаются вместе водородными связями между гидроксильными группами. Это придает целлюлозе жесткость и высокую прочность на разрыв.

Целлюлоза специфична для растений, но полисахариды также играют важную структурную роль в нерастительных видах. Например, у членистоногих (таких как насекомые и ракообразные) есть твердый внешний скелет, называемый экзоскелетом, который защищает их более мягкие внутренние части тела.Этот экзоскелет состоит из макромолекулы , хитина , которая напоминает целлюлозу, но состоит из модифицированных единиц глюкозы, несущих азотсодержащую функциональную группу.


Ключевые точки

• Полисахариды образуются путем гликозидного связывания углеводов, а полимеры целлюлозы, крахмала и гликогена чаще всего встречаются в природе.

• Крахмал — это молекула глюкозы, соединенная связью α-1-4; это хранимая форма сахаров в растениях.

• Гликоген такой же, как крахмал, но с дополнительными связями α-1-6 для разветвления; это хранимая форма сахара у животных (хранящаяся в печени).

• Целлюлоза состоит из молекул глюкозы, связанных β-1-4 гликозидными связями; это основной структурный компонент стенок растительных клеток и основной источник клетчатки в рационе человека.


Ключевые термины

Полисахариды : длинные цепи моносахаридов, связанных вместе гликозидными связями.

Гликозидные связи (связи) : Тип ковалентной связи, которая соединяет две молекулы углеводов.

Крахмал : Сохраненная форма сахаров в растениях; амилоза является неразветвленной и образована через α-1-4 связи, в то время как амилопектин является разветвленным и также включает α-1-6 связи.

Гликоген : форма хранения глюкозы в организме человека и других позвоночных; имеет много α-1-6 гликозидных связей и сильно разветвлен.

Целлюлоза : основной компонент стенок растительных клеток; образуется через β -1-4 гликозидных связей, обеспечивающих прочность биополимера.

α-1-4 гликозидные связи : Связи, в которых атомы углерода 1 и 4 двух мономеров образуют гликозидную связь.

Амилоза : неразветвленный растительный крахмал, полученный из моносахаридов, связанных связями α-1-4.

Амилопектин : разветвленный растительный крахмал, полученный из моносахаридов, связанных связями α-1-4 и α-1-6.

α-1-6 гликозидные связи : Связи, в которых атомы углерода 1 и 6 двух мономеров образуют гликозидную связь.

Биополимер : Любая макромолекула живого организма, образованная в результате полимеризации более мелких объектов.

β -1-4 гликозидные связи : Связи, в которых атомы углерода 1 и 4 двух мономеров глюкозы в их β-форме соединяются через гликозидную связь.

Хитин : Подобен целлюлозе, за исключением того, что мономеры глюкозы содержат азотсодержащую функциональную группу; составляет экзоскелет насекомых.

BIOdotEDU

Полисахариды

Полисахариды — это очень большие биологические молекулы с высокой молекулярной массой, которые представляют собой почти чистые углеводы.Они созданы животными и растениями из более простых моносахаридных молекул путем соединения большого количества более простых молекул с помощью гликозидных связей (-O-). В некоторых из самых крупных структур из полисахарида может быть соединено 10 000 отдельных единиц. Существует большое разнообразие форм полисахаридов; они могут различаться типом сахара, связями между сахарами и сложностью общей молекулы.

Иногда известный как гликаны , существует три общих и основных типа полисахаридов, целлюлоза, крахмал и гликоген , все они образуются путем соединения молекул глюкозы разными способами.

Было подсчитано, что 50% мирового органического углерода содержится в одной молекуле; целлюлоза . Эта молекула синтезируется, хранится, модифицируется и используется растениями в качестве строительного материала. Это, безусловно, самый распространенный из всех полисахаридов.

В молекуле целлюлозы отдельные моносахариды глюкозы все связаны друг с другом в виде длинной длинной линейной цепи.Номер атома углерода 1 (C1) в одном сахаре связан с четвертым атомом углерода (C4) следующего сахара в расширенном массиве.

Все молекулы глюкозы в целлюлозе имеют бета-конфигурацию у атома С1, поэтому все гликозидные связи, которые соединяют молекулы глюкозы вместе, также относятся к бета-типу. Это означает, что молекула целлюлозы прямая, и многие такие молекулы могут располагаться бок о бок в параллельную серию рядов.

Крошечные силы, называемые водородными связями , удерживают молекулы глюкозы вместе, а цепи находятся в непосредственной близости.Хотя каждая водородная связь очень и очень слабая, когда тысячи или миллионы из них образуются между двумя молекулами целлюлозы, в результате получается очень стабильный, очень прочный комплекс, обладающий огромной прочностью.

Крахмал

Крахмал , слово, пришедшее из древнеанглийского языка и обозначающее для придания жесткости , также является полисахаридом, вырабатываемым растениями.Это в первую очередь молекула-накопитель энергии или топливо для растений и их семян.

Если молекулы крахмала осторожно расщепляются путем кислотного гидролиза, образуется дисахарид мальтоза, что указывает на то, что молекулы глюкозы в крахмале также соединяются вместе путем связывания углерода C1 одного сахара с углеродом C4 следующего сахара в последовательности. Однако в этом случае молекулы глюкозы соединяются с помощью альфа-гликозидных связей.

Однако эти молекулы не являются прямыми или полностью линейными.Через определенные промежутки в молекуле крахмала есть разветвления, образованные другим видом гликозидной связи между атомом углерода С1 одного сахара и атомом углерода С6 следующего сахара.

При хранении гранулы крахмала удаляются с растений и помещаются в воду, они набухают и выделяют два типа материала; амилоза и амилопектин

Амилоза представляет собой более простой из типов молекул и в основном представляет собой линейные цепи глизозидов от C1 до C4, длина которых составляет несколько тысяч единиц.Амилопектин более сложен, и эти молекулы разветвлены с использованием комбинации связей C1-C4 и связей C1-C6 примерно через каждые 25 единиц глюкозы вдоль цепи. Такие большие сложные молекулы плохо растворяются в воде.

Гликоген также производится путем связывания молекул глюкозы. Как и крахмал, он используется животными для хранения сахара и получения энергии.Он похож на амилопектин по структуре, но разветвлен гликозидной связью C1-C6 примерно через каждые десять единиц глюкозы.


BIO dot EDU
© 2004, профессор Джон Бламир

Полисахарид — Энциклопедия Нового Света

Полисахарид представляет собой любой из класса относительно сложных высокомолекулярных углеводов, состоящих из длинных цепей многих моносахаридов, соединенных гликозидными связями.Считается, что эти очень большие, часто разветвленные макромолекулы имеют более десяти моносахаридных остатков, и часто существуют сотни связанных моносахаридов. Их общая формула: C n (H 2 O) m с n обычно между 200 и 2500. Хорошо известные полисахариды включают запасные полисахариды, такие как крахмал и гликоген, и структурные полисахариды, такие как целлюлоза и хитин. .

Полисахариды — это, по сути, полимеры, в которых моносахариды соединяются гликозидными связями по мере удаления воды.При гидролизе полисахариды распадаются на моносахариды, такие как глюкоза, рибоза и фруктоза. Когда все моносахариды в полисахариде относятся к одному типу, например, глюкоза, полисахарид называется гомополисахаридом , , но когда присутствует более одного типа моносахарида, они называются гетерополисахаридами .

Полисахариды играют в природе множество важных ролей. Способность крахмала и гликогена расщепляться на простые сахара позволяет им служить в качестве важных форм хранения глюкозы у растений и животных, соответственно, а стабильность связей в целлюлозе и прочность связей в хитине делают их отличными структурными компоненты растений и членистоногих соответственно.Инулин используется некоторыми растениями как средство хранения энергии.

Обзор

Полисахариды — это один из четырех классов углеводов, которые, в свою очередь, представляют собой биологические молекулы, содержащие в основном атомы углерода (C), окруженные атомами водорода (H) и гидроксильными (OH) группами (H-C-OH). Самыми простыми углеводами являются моносахариды, которые представляют собой мономеры, такие как простые сахара, глюкоза, рибоза и [[фруктоза], из которых состоят более крупные углеводы. Когда есть два моносахарида, связанные друг с другом ковалентными связями, они известны как дисахариды.Олигосахариды состоят из более чем 3 и обычно из десяти (или, возможно, 20) моносахаридов. Полисахариды представляют собой еще более крупные цепочки моносахаридов. Таким образом, некоторые углеводы имеют небольшой молекулярный вес менее ста, тогда как другие представляют собой настоящие макромолекулы с молекулярным весом в сотни тысяч.

В моносахариде относительные пропорции углерода, водорода и кислорода составляют 1: 2: 1, и, следовательно, формула — C (H 2 O). В дисахаридах, олигосахаридах и полисахаридах молярные пропорции незначительно отклоняются от общей формулы, поскольку два атома водорода и один кислород теряются во время каждой реакции конденсации, которая их формирует.Эти углеводы имеют более общую формулу C n (H 2 O) m . Обычно в полисахаридах n представляет собой большое число от 200 до 2500. Учитывая, что повторяющиеся звенья в основной цепи полимера часто представляют собой шестиуглеродные моносахариды, общая формула также может быть представлена ​​как (C 6 H 10 O 5 ) n , где n = {40 … 3000}.

Полисахариды — это полимеры. Полимер — это большая молекула (макромолекула), состоящая из повторяющихся структурных единиц, обычно связанных ковалентными химическими связями.В случае полисахаридов химическая связь представляет собой гликозидную связь. По существу, дисахариды, олигосахариды и полисахариды образуются в результате реакции конденсации, в которой при объединении моносахаридных единиц происходит потеря водорода (H) из одной молекулы и гидроксильной группы (OH) из другой и образуется гликозидная связь.

Когда молекулы глюкозы образуют гликозидную связь, связь будет одного из двух типов, α или β, в зависимости от того, является ли молекула, связывающая его углерод 1, α-глюкозой или β-глюкозой.В альфа-конфигурации атом кислорода расположен ниже плоскости сахарного кольца. Эти разные связи образуют соединения с разными характеристиками. Крахмал представляет собой полисахарид глюкозы с α-1,4-гликозидными связями (в котором углерод-1 одной молекулы сахара связан с углеродом-4 соседней молекулы). Гликоген — это сильно разветвленный полисахарид глюкозы с α-гликозидными связями. Целлюлоза представляет собой неразветвленный полисахарид глюкозы с β-1,4-гликозидными связями, которые химически очень стабильны.(А

Полисахариды — это очень большие, часто разветвленные макромолекулы. Они имеют тенденцию быть аморфными, нерастворимыми в воде и не имеют сладкого вкуса (Campbell et al. 2006).

Накопительные полисахариды

Крахмалы

Крахмалы представляют собой полимеры глюкозы, в которых звенья глюкопиранозы связаны между собой альфа- связями. Он состоит из смеси амилозы (15-20 процентов) и амилопектина (80-85 процентов). И амилоза, и амилопектин представляют собой полимеры глюкозы, связанные в основном связями α (1 → 4).Амилоза состоит из линейной цепи из нескольких сотен молекул глюкозы, а амилопектин — это сильно разветвленная молекула, состоящая из нескольких тысяч единиц глюкозы с разветвлением, имеющим место с α (1 → 6) связями через каждые 24–30 единиц глюкозы. Процент амилозы и амилопектина варьируется в зависимости от источника; например, процент амилопектина выше в среднезернистом рисе и восковом картофеле, но ниже в длиннозерном рисе и красновато-коричневом картофеле.

При образовании крахмалов растения накапливают глюкозу.Крахмал не растворяется в воде. Они могут перевариваться путем гидролиза, катализируемого ферментами, называемыми амилазами, которые могут разрушать связи альфа- (гликозидные связи). У людей и других животных есть амилазы, поэтому они могут переваривать крахмал. Картофель, рис, пшеница и кукуруза являются основными источниками крахмала в рационе человека.

Гликоген

Гликоген — это основная форма хранения глюкозы в клетках животных. Гликоген — это сильно разветвленный полимер, содержащий около 30 000 остатков глюкозы и молекулярный вес от 10 6 до 10 7 дальтон.Большинство остатков глюкозы связаны α-1,4-гликозидными связями. Примерно один из десяти остатков глюкозы также образует гликозидную связь α-1,6 с соседней глюкозой, что приводит к образованию ответвления. Гликоген имеет только один восстанавливающий конец и большое количество невосстанавливающих концов со свободной гидроксильной группой при углероде-4. Ветви увеличивают растворимость гликогена

Структурные полисахариды

Целлюлоза

Структурная составляющая растений состоит в основном из целлюлозы.Целлюлоза на сегодняшний день является самым распространенным органическим (углеродсодержащим) соединением на Земле. Древесина в основном состоит из целлюлозы и лигнина, тогда как бумага и хлопок почти полностью состоят из целлюлозы. Целлюлоза — это полимер, состоящий из повторяющихся звеньев глюкозы, связанных между собой связями бета-. Благодаря стабильности своих β-гликозидных связей целлюлоза является отличным структурным материалом, который может выдерживать суровые условия окружающей среды. Людям и многим другим животным не хватает фермента для разрыва связей бета-, поэтому они не переваривают целлюлозу.Некоторые животные могут переваривать целлюлозу, потому что в их кишечнике присутствуют бактерии, обладающие этим ферментом. Классический пример — термит.

Хитин

Хитин — твердый полупрозрачный полисахарид, который служит основным компонентом экзоскелета членистоногих (например, ракообразных и многих насекомых) и клеточных стенок некоторых грибов, в том числе. Хитин состоит из единиц N-ацетилглюкозамина. Они связаны друг с другом по типу β-1,4 аналогично единицам глюкозы, которые образуют целлюлозу.Фактически хитин можно описать как целлюлозу с одной гидроксильной группой на каждом мономере, замещенной ацетиламиновой группой. Это позволяет увеличить водородную связь между соседними полимерами, придавая полимеру повышенную прочность.

Кислые полисахариды

Кислотные полисахариды — это полисахариды, которые содержат карбоксильные группы, фосфатные группы и / или группы сложного эфира серной кислоты.

Бактериальные полисахариды

Бактериальные полисахариды представляют собой разнообразные макромолекулы, которые включают пептидогликан, липополисахариды, капсулы и экзополисахариды; соединения, функции которых варьируются от структурных компонентов клеточной стенки (таких как пептидогликан) до важных факторов вирулентности (например, поли-N-ацетилглюкозамин в S.aureus ), чтобы бактерия могла выжить в суровых условиях окружающей среды (например, Pseudomonas aeruginosa в легких человека). Биосинтез полисахаридов — это строго регулируемый, энергоемкий процесс, и понимание тонкого взаимодействия между регуляцией и сохранением энергии, модификацией и синтезом полимеров и внешними экологическими функциями является огромной областью исследований. Потенциальные выгоды огромны и должны позволить, например, разработку новых антибактериальных стратегий (таких как новые антибиотики и [[вакцины]) и коммерческое использование для разработки новых приложений (Ullrich 2009; Rehm 2009).

Бактериальные капсулы полисахариды

Патогенные бактерии обычно образуют толстый слизистый слой полисахарида. Эта «капсула» скрывает антигенные белки на поверхности бактерий, которые в противном случае спровоцировали бы иммунный ответ и тем самым привели бы к уничтожению бактерий. Капсульные полисахариды растворимы в воде, обычно кислые, и имеют молекулярную массу порядка от 100 до 1000 кДа. Они линейны и состоят из регулярно повторяющихся субъединиц от одной до примерно шести моносахаридов.Существует огромное структурное разнообразие; около двухсот различных полисахаридов продуцируются только кишечной палочкой. Смеси капсульных полисахаридов, конъюгированных или нативных, используются в качестве вакцин.

Бактерии и многие другие микробы, включая грибы и водоросли, часто выделяют полисахариды в качестве эволюционной адаптации, чтобы помочь им прилипнуть к поверхностям и предотвратить их высыхание. Люди превратили некоторые из этих полисахаридов в полезные продукты, включая ксантановую камедь, декстран, геллановую камедь и пуллулан.

Полисахариды клеточной поверхности играют разнообразную роль в экологии и физиологии бактерий. Они служат барьером между клеточной стенкой и окружающей средой, опосредуют взаимодействия хозяин-патоген и образуют структурные компоненты биопленок. Эти полисахариды синтезируются из активированных нуклеотидами предшественников (называемых нуклеотидными сахарами), и в большинстве случаев все ферменты, необходимые для биосинтеза, сборки и транспорта готового полимера, кодируются генами, организованными в специальные кластеры в геноме организма.Липополисахарид является одним из наиболее важных полисахаридов клеточной поверхности, поскольку он играет ключевую структурную роль в целостности внешней мембраны, а также является важным медиатором взаимодействий между хозяином и патогеном.

Были идентифицированы ферменты, которые образуют A-полосу (гомополимерный) и B-полосу (гетерополимерный) O-антигены, и определены метаболические пути (Guo et al. 2008). Альгинат экзополисахарида представляет собой линейный сополимер остатков β-1,4-связанной D-маннуроновой кислоты и L-гулуроновой кислоты и отвечает за мукоидный фенотип поздней стадии муковисцидоза.Локусы pel и psl представляют собой два недавно обнаруженных кластера генов, которые также кодируют экзополисахариды, которые, как было установлено, важны для образования биопленок. Рамнолипид — это биоповерхностно-активное вещество, производство которого строго регулируется на уровне транскрипции, но точная роль, которую он играет при заболевании, в настоящее время недостаточно изучена. Гликозилирование белков, особенно пилина и флагеллина, стало предметом недавних исследований нескольких групп, и было показано, что оно важно для адгезии и инвазии во время бактериальной инфекции (Cornelis 2008).

Список литературы

  • Кэмпбелл Н. А., Б. Уильямсон и Р. Дж. Хейден. 2006. Биология: Изучение жизни . Бостон, Массачусетс: Пирсон Прентис Холл. ISBN 0132508826.
  • Cornelis, P. 2008. Pseudomonas: Genomics and Molecular Biology, 1st edition. Caister Academic Press. ISBN 9781

    5196.

  • Guo, H., W. Yi, J. K. Song, and P. G. Wang. 2008. Современные представления о биосинтезе микробных полисахаридов. Curr Top Med Chem 8 (2): 141–51.PMID 18289083. Проверено 2 февраля 2009 г.
  • Рем, Б. Х. А. (ред.). 2009. Микробиологическое производство биополимеров и предшественников полимеров: применение и перспективы . Caister Academic Press. ISBN 9781

    5363.

  • Sutherland, I. W. 2002. Полисахариды из микроорганизмов, растений и животных. Страницы 1-19 в E. J. Vandamme, Biopolymers, Volume 5, Polysaccharides I: Polysaccharides from Prokaryotes . Вайхайм: Wiley VCH. ISBN 9783527302260.
  • Ульрих, М.2009. Бактериальные полисахариды: текущие инновации и будущие тенденции . Caister Academic Press. ISBN 9781

    5455.

Типы углеводов
Общие:

Альдоза | Кетозе | Пираноза | Фураноза

Геометрия

Триоза | Тетроза | Пентоза | Гексоза | Гептоза | Конформация циклогексана | Аомер | Мутаротация

Маленький / большой

Глицеральдегид | Дигидроксиацетон | Эритроза | Threose | Эритрулоза | Седогептулоза

Триозы

Кетотриоза (дигидроксиацетон) | Альдотриоза (глицеральдегид)

Тетрозы

Эритрулоза | Эритроза | Треоз

Пентозы
Гексозы Глюкоза | Галактоза | Манноза | Гулозе | Idose | Талосе | Аллозе | Альтроуз | Фруктоза | Сорбоза | Тагатозе | Псикоза | Фукоза | Fuculose | Рамноза
Дисахариды
Полимеры
Гликозаминогликаны

Гепарин | Хондроитинсульфат | Гиалуронан | Гепарансульфат | Дерматансульфат | Кератансульфат

Аминогликозиды

Канамицин | Стрептомицин | Тобрамицин | Неомицин | Паромомицин | Апрамицин | Гентамицин | Нетилмицин | Амикацин

Основные семейства биохимических веществ
Пептиды | Аминокислоты | Нуклеиновые кислоты | Углеводы | Нуклеотидные сахара | Липиды | Терпены | Каротиноиды | Тетрапирролы | Кофакторы ферментов | Стероиды | Флавоноиды | Алкалоиды | Поликетиды | Гликозиды
Аналоги нуклеиновых кислот: Аналоги нуклеиновых кислот:

Кредиты

Энциклопедия Нового Света писателей и редакторов переписали и завершили статью Википедия в соответствии со стандартами New World Encyclopedia .Эта статья соответствует условиям лицензии Creative Commons CC-by-sa 3.0 (CC-by-sa), которая может использоваться и распространяться с указанием авторства. Кредит предоставляется в соответствии с условиями этой лицензии, которая может ссылаться как на участников Энциклопедии Нового Света, , так и на самоотверженных добровольцев Фонда Викимедиа. Чтобы процитировать эту статью, щелкните здесь, чтобы просмотреть список допустимых форматов цитирования. История более ранних публикаций википедистов доступна исследователям здесь:

История этой статьи с момента ее импорта в Энциклопедия Нового Света :

Примечание. Некоторые ограничения могут применяться к использованию отдельных изображений, на которые распространяется отдельная лицензия.

полисахаридов — углеводы — Университет штата Мэн

Полисахариды

Гомополисахариды — пентозаны
Гексозаны


Гомополисахариды — пентозаны

Сложные углеводы, полимеризованные ангидриды простых сахаров, т. Е. Цепи моносахаридных остатков, каждая связь которых образована отщеплением молекулы H 2 O (гликозидные связи).

Высокомолекулярные соединения, обычно нерастворимые в H 2 O.Гидролиз кислотами или ферментами дает промежуточные более мелкие молекулы и, наконец, составляющие моносахариды. Количественно они являются наиболее важными углеводами.

Гомополисахариды — состоят только из одного типа сахаров, также называемых гомогликанами.

1. Пентозаны: Выход пентозных сахаров при гидролизе

Эти полимеры являются B-связанными и не разлагаются ферментами млекопитающих.

Ксиланы распространены в люцерне, а арабаны присутствуют в древесине, орехах и некоторых овощах.Обычно они не являются свободными, а находятся в виде смесей в гетерополисахаридах, особенно в гемицеллюлозе, где гетероксиланы имеют боковые цепи, связанные арабинозой.


Гексосанс

2. Гексозаны : При гидролизе получают гексозные сахара.

В эту группу входят крахмал, целлюлоза, декстрины и гликоген; реже встречаются фруктаны, галактаны и маннаны.

а. Крахмал : глюкан, запасной материал, содержащийся в клубнях, корневищах, корнях и семенах, с небольшими количествами в побегах, стеблях и листьях, некоторые в плодах, которые при созревании превращаются в сахар.Семена могут содержать до 70% крахмала. По мере созревания сладкая кукуруза становится более крахмалистой. Крахмал существует в виде смеси двух молекул: амилозы и амилопектина . Амилоза : образует прямую спираль из звеньев глюкозы, связанных a-1, 4 связями, молекулярная масса от 10 000 до 100 000; в среднем 200 единиц глюкозы.

Повторяющаяся единица — мальтоза. Амилоза составляет от двадцати до тридцати процентов от общего количества крахмала в зернах и корнях, это количество контролируется генетически и увеличивается по мере созревания.

Вернуться к началу


Амилопектин : разветвленный полимер глюкозы в форме ветвей дерева с цепями:
a-1, 4 связанных остатка глюкозы (20-30), поперечно связанных
a-1, 6 связей,
Подходы для молекулярной массы 1000000 и является одной из крупнейших молекул в природе.
В растениях крахмал присутствует в виде отдельных гранул с характерной структурой. Это дает возможность идентифицировать сырые крахмалы под электронным микроскопом.

Эта структура также влияет на скорость переваривания крахмала ферментами — амилазами — такими как бактериальная α-амилаза, бычья или свиная панкреатическая амилаза, диастаза в солодовых зернах.Сырой картофельный крахмал очень устойчив к гидролизу млекопитающих, поэтому его следует сначала приготовить. При полном гидролизе крахмал производит декстрины, затем мальтозу и, наконец, глюкозу.

Крахмал нерастворим в холодной воде, но при нагревании с водой зерна набухают, впитывая воду, и, наконец, лопаются и превращаются в студенистый раствор ( Желатинизация ). Величина набухания — это степень желатинизации. Когда зерно злаков перерабатывается для производства кормов для животных, обработка вызывает различную степень желатинизации.Эта желатинизация увеличивает площадь поверхности для атаки ферментов и, следовательно, увеличивает скорость атаки (отслаивание паром, треск, микронизация).

г. Гликоген: иногда называют животным крахмалом, потому что это единственный запасной углевод, обнаруженный у животных, и даже тогда он появляется только в небольших количествах в мышцах и печени. Как и крахмал, он имеет разветвленную структуру, но более разветвлен, чем крахмал, и имеет более короткие боковые цепи. Как и амилопектин, это полимер глюкозы со связями a-1, 4 и a-1,6, однако боковые цепи меньше и содержат только 12 звеньев.


г. Декстрины: плохо определенная группа промежуточных продуктов, возникающая в результате частичного гидролиза крахмала. Они встречаются как временные промежуточные продукты как у растений, так и у животных, и их много в прорастающих семенах (крахмал дает энергию через декстрины и мальтозу под действием диастазы).

У животных они возникают в результате удаления мальтозы из амилопектина, оставляя разветвленные остатки (декстрины), которые затем подвергаются атаке изомальтазы с образованием глюкозы. Предел Декстрин образуется во время ферментации солодовых напитков, например пива.При производстве солода ячмень сначала проращивают, сушат, а затем обжигают в печи при относительно низких температурах, чтобы получить светлый солод. Проращивание активирует фермент Диастазу , который превращает крахмал в мальтозу путем удаления дисахаридных единиц. При разложении амилозы образуется 100% мальтоза, потому что она имеет только связи a-1, 4, но амилопектин разлагается как до мальтозы, так и до лимитирующих декстринов, поскольку диастаза не может атаковать связи a-1, 6. Это ограничено стерическими препятствиями в отношении того, насколько близко фермент может подойти к сшивке 1-6.Отсюда и термин «ограничить декстрин». На каждой ветви α-1,6 сшивки остается около 3 мальтозных единиц. Мальтоза превращается в алкоголь, но декстрин остается и придает пиву твердость. Это более заметно в импортном пиве и домашнем пиве, потому что оно удаляется в более легких стилях американского пива (изомальтаза добавляется для гидролиза декстрина).

г. Целлюлоза: еще один глюкан, самый распространенный растительный углевод и основной компонент стенок растительных клеток, где он встречается в сочетании с гемицеллюлозами и лигнином.Целлюлоза состоит из плотно упакованных фибрилл. Их окружают волокна, которые окружают клетки аморфной матрицей полисахаридов. Это сложные материалы, которые являются видоспецифичными и обладают огромным разнообразием. Существует много целлюлоз с разной молекулярной массой, но все они представляют собой полимеры с прямой цепью в микрофибриллах, поперечно сшитых водородными связями, что делает их нерастворимыми. Повторяющаяся единица — целлобиоза, b-1, 4 связанная глюкоза-глюкоза. Молекулярный вес колеблется от 200000 до 2 миллионов.

В хлопке содержится почти чистая целлюлоза.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *