HETEROPOLISAKKARITLER: ÖZELLIKLERI, YAPISI, IŞLEVLERI - BIYOLOJI - 2025

Heteropolisakaritlerdir veya heteroglycans şekerlerin farklı türde 10'dan fazla monosakkarid birimlerinden oluşan tüm karbonhidratları, polisakkaritler, bir grup sınıflandırılan kompleks karbonhidratlar grubudur.

Doğada sentezlenen heteropolisakkaritlerin çoğu genellikle sadece iki farklı monosakkarit içerir. Bu arada sentetik heteropolisakkaritler genellikle üç veya daha fazla farklı monosakkarit birimine sahiptir.

Heteropolisakkaritin temel birimi örneği (Kaynak: Wikimedia Commons aracılığıyla Ccostell)

Heteropolisakkaritler, yaşam için gerekli işlevleri yerine getiren makromoleküllerdir. Çeşitli tiplerdeki glikosidik bağlarla tekrar tekrar birbirine bağlanan çok sayıda farklı şeker monomerlerinden (monosakkaritler) oluşurlar.

Doğada en sık bulunan kompleks karbonhidratlar arasında hemiselüloz, pektinler ve agar-agar bulunur ve bunların çoğu, gıda endüstrileri için ticari olarak ilgi gören polisakkaritlerdir.

Tıbbi bağlamda, en çok incelenen heteropolisakkaritler, bağ dokusu, kan grupları, γ-globulin gibi glikoproteinler ve merkezi sinir sistemindeki nöronları kaplayan glikolipitler ile ilişkili olanlar olmuştur.

Yıllar boyunca ve bilimsel ilerlemelerle, heteropolisakkaritlerin incelenmesi için, genellikle bunların bileşen monosakkaritlerine ve bireysel analizlerine ayrışmasını içeren farklı teknikler geliştirilmiştir.

Bu ayırma teknikleri her bir karbonhidrat için farklıdır ve her bir karbonhidratın fiziksel ve kimyasal özelliklerine bağlıdır. Bununla birlikte, kromatografi, heteropolisakaritlerin analizi için en yaygın kullanılan tekniktir.

Özellikleri ve yapısı

Heteropolisakkaritler, iki veya daha fazla farklı monosakkaridin tekrar eden birimlerinden oluşan doğrusal veya dallı polimerlerdir. Bu monosakkaritlerin aynı oranda olabileceği veya olmayabileceği dikkate alınmalıdır.

Heteropolisakkaritler, genel olarak dallanmış bir topolojiye sahip karmaşık yapılara sahiptir ve doğal durumlarında, asimetrik ve bir şekilde amorf bir morfolojiye sahiptirler.

Heteropolisakkaritleri (monosakkaritler, disakkaritler veya oligosakaritler) oluşturan tekrar eden birimler, a- veya β-glukozidik bağlarla birbirine bağlanır. Bu birimlerde, özellikle dallarda metil ve asetil grupları ve diğerleri gibi modifikasyonları veya ikameleri gözlemlemek yaygındır.

Ayrıca, belirli moleküllerin heteropolisakkaritlerle birleşmesi, çeşitli hücre tiplerinde önemli fizyolojik fonksiyonlara sahip olan ikinciye net bir yük verebilir.

Bakteriyel karbonhidratlar

Mikrobiyal heteropolisakkaritler, doğrusal veya dallı olabilen üç ila sekiz monosakkaritten oluşan tekrar eden birimlerden oluşur. Genellikle farklı oranlarda monosakkaritler D-glikoz, D-galaktoz ve L-ramnozdan oluşurlar.

Gliserol ve diğerleri ile ikame edilmiş fukoz, mannoz, riboz, fruktoz, monosakaritler ve monosakaritler, daha az ölçüde de olsa elde edilebilir.

Özellikleri

Tipik olarak heteropolisakkaritler, bakterilerden insanlara kadar tüm krallıklardaki organizmalar için hücre dışı destek görevi görür. Bu şekerler, lifli proteinlerle birlikte, hayvanlarda hücre dışı matrisin ve bitkilerde ara laminanın en önemli bileşenleridir.

Heteropolisakkaritler sıklıkla proteoglikanlar, glikozaminoglikanlar ve hatta mukopolisakkaritler oluşturmak için proteinlerle birlikte bulunur. Bunlar, su emilimini düzenlemekten, bir tür hücresel "çimento" olarak hareket etmekten ve biyolojik bir kayganlaştırıcı olarak işlev görmekten, diğerleri arasında çeşitli işlevleri yerine getirirler.

Bağ dokularındaki heteropolisakkaritlerin yapılarında asit grupları bulunur. Bunlar su molekülleri ve metal iyonları arasında köprü görevi görür. Bu dokulardaki en yaygın heteropolisakarit, sülfatlı ikameli üronik asittir.

Proteoglikanlar, hücre zarının yüzeyindeki uyarıcıların alınmasında ve iç tepki mekanizmalarının uyarılmasında çekirdek reseptör olarak görev yapan, plazma zarının yapısal elemanları olarak bulunabilir.

Globulinler, birçok hayvanın bağışıklık sisteminin bir parçası olan ve tanıma sistemlerini, heteropolisakkaritlerin en dış katmanlarında bulunan kısmına dayandıran glikoproteinlerdir.

Heparinler, antikoagülan işlevlere sahiptir ve negatif yüklerini azaltmak ve trombin ile trombositler arasındaki birleşmeye müdahale etmek için sülfatlı ikame edicilere sahip disakkaritleri kullanan, karşılığında antitrombinlerin bağlanmasını ve protrombinleri etkisiz hale getiren mukoglacanlardır.

Örnekler

Hemiseluloz

Bu terim, yapılarında glikoz, ksiloz, mannoz, arabinoz, galaktoz ve çeşitli üronik asitler gibi monosakaritleri içeren bir grup heteropolisakkariti kapsar. Bununla birlikte, en yaygın yapılar,-1,4 bağları ile bağlanan ksilanların ve ksiloglikanların doğrusal polimerleridir.

Bu heteropolisakkaritler, bitkilerin hücre duvarında çok bol miktarda bulunur. Ayrıca konsantre alkali çözeltilerde çözünürler ve bazı türler bitki dokusunda çimentolama maddeleri olarak hareket ettikleri bir fibriler form geliştirirler.

Pektin

Pektinler, bitkilerde birincil kaynaklı hücre duvarları arasındaki orta tabakanın polisakkaritleridir. Ana bileşeni, bazı karboksillerin metil gruplarıyla esterleştirilebildiği bir a-D-1,4 bağı ile bağlanan D-galakturonik asittir.

Bu şeker türü, metil esterler ve galaktoz, rabbinoz ve ramnoz gibi diğer şekerler ile temas halinde kolayca polimerize olma yeteneğine sahiptir. Reçel, komposto ve şekerli sakız gibi bazı ürünlere sertlik kazandırmak için gıda endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadırlar.

heparin

Hayvanların kanda ve akciğer, böbrek, karaciğer ve dalak gibi çeşitli organlarında üretilen bir pıhtılaşma önleyici maddedir. D-glukuronik asit veya L-iduronik asit ve N-asetil-D-glukozaminin 12 ila 50 tekrarından oluşur. Heparinler, güçlü bir negatif yüklü glikozaminoglikan tipi polisakkaritlerdir.

Heparinler büyük endüstriyel öneme sahiptir ve yapay olarak bakterilerde genetik mühendisliğinden veya doğal olarak sığırların akciğerlerinden veya domuzların bağırsak mukozasından elde edilir.

Hiyalüronik asit

Viskoz, elastik ve reolojik özelliklerinden dolayı estetik endüstrisinde kayganlaştırıcı olarak en çok kullanılan ilaçlardan biridir. Hücre döngüsündeki hücrelerin aktivitesini azalttığı için göz kayganlaştırıcı, eklemlerde amortisör ve yaşlanma sürecini geciktirmek için kullanılır.

Glikozaminoglikan grubuna ait bir polimerdir ve bir β-1,3 bağı ile birbirine bağlanan D-glukuronik asit ve N-asetil-D-glukozaminden oluşur. Neredeyse tüm prokaryotik ve ökaryotik hücrelerde, özellikle bağ dokularında ve hayvanların derisinde bulunur.

Referanslar

1. Delgado, LL ve Masuelli, M. (2019). Polisakkaritler: Kavramlar ve Sınıflandırma. Polimer Teknolojisinde Evrim Dergisi, 2 (2), 2–7.
2. Huber, KC ve BeMiller, JN (2018). Karbonhidratlar. Organik Kimya'da (s. 888-928). Elsevier Inc.
3. Davison, E. (1999). Encyclopaedia Britannica. 14 Ağustos 2019 tarihinde www.britannica.com/science/carbohydrate/ adresinden erişildi.
4. Huber, KC ve BeMiller, JN (2018). Karbonhidratlar. Organik Kimya'da (s. 888-928). Elsevier Inc.
5. Maine Üniversitesi. (Nd). 14 Ağustos 2019 tarihinde www.umaine.edu adresinden erişildi.