HOMOPOLISAKKARITLER: ÖZELLIKLERI, YAPILARI, IŞLEVLERI, ÖRNEKLERI - BIYOLOJI - 2024

Homopolysaccharides veya homoglycans polisakaritler grubundan sınıflandırılan kompleks karbonhidratlar grubudur. Bunlar, on birimden fazla aynı tür şeker içeren tüm karbonhidratları içerir.

Polisakkaritler, glikosidik bağlarla tekrar tekrar birbirine bağlanan çok sayıda şeker monomerinden (monosakkaritler) oluşan temel makromoleküllerdir. Bu makromoleküller, dünyadaki en büyük yenilenebilir doğal kaynak kaynağını temsil ediyor.

Bir glukan homopolisakkaritin temel birimi örneği (Kaynak: Homopolysaccharide.svg: * Homopolysaccharide.jpg: Ccostellderivative çalışma: Odysseus1479 (konuşma) türev çalışması: Odysseus1479, Wikimedia Commons aracılığıyla)

Homopolisakkaritlerin iyi örnekleri, bitki ve hayvan dokularında ve glikojende büyük miktarlarda bulunan nişasta ve selülozdur.

Doğadaki en yaygın ve en önemli homopolisakkaritler, D-glikoz kalıntılarından oluşur, ancak fruktoz, galaktoz, mannoz, arabinoz ve diğer benzer şeker veya bunların türevlerinden oluşan homopolisakkaritler vardır.

Yapıları, boyutları, uzunlukları ve moleküler ağırlıkları oldukça değişkendir ve hem onları oluşturan monosakkarit türü hem de bu monosakkaritlerin birbirine bağlandığı bağlar ve dalların varlığı veya yokluğu ile belirlenebilir.

Bulundukları organizmalarda, enerji rezervi ve hücrelerin yapılanması ile birçok bitki, hayvan, mantar ve mikroorganizmanın makroskobik gövdelerinin öne çıktığı birçok işlevi vardır.

Özellikleri ve yapısı

Çoğu polisakkaride gelince, homopolisakkaritler hem fonksiyon hem de yapı bakımından oldukça çeşitli biyopolimerlerdir.

Bunlar, büyük moleküler ağırlıkları esasen kendilerini oluşturan monomerlerin veya monosakkaritlerin sayısına bağlı olan makromoleküllerdir ve bunlar on ila binlerce arasında değişebilir. Bununla birlikte, moleküler ağırlık genellikle belirsizdir.

Doğadaki en yaygın homopolisakkaritler, işlevlerinin büyük ölçüde bağlı olduğu a-tipi veya type-tipi glukozidik bağlarla birbirine bağlanmış glikoz kalıntılarından oluşur.

Α-glukosidik bağlar, enzimatik olarak kolayca hidrolize edildikleri için rezerv homopolisakkaritlerde baskındır. Diğer yandan β-glukozidik bağların hidrolize edilmesi zordur ve yapısal homopolisakkaritlerde yaygındır.

Kurucu monosakkaritlerin özellikleri

Homopolisakkaritler de dahil olmak üzere polisakkaritlerin, yapısı döngüsel olan ve halka atomlarından birinin hemen hemen her zaman bir oksijen atomu ve diğerlerinin karbon olduğu şeker monomerlerinden oluştuğunu bulmak doğada yaygındır.

En yaygın şekerler heksozlardır, ancak pentozlar da bulunabilir ve halkaları, düşünülen polisakkarite bağlı olarak yapısal konfigürasyonları açısından farklılık gösterir.

Karbonhidratların sınıflandırılması

Daha önce bahsedildiği gibi, homopolisakkaritler, kompleks karbonhidratlar olan polisakkaritler grubunun bir parçasıdır.

Karmaşık polisakkaritler arasında disakkaritler (genellikle glikosidik bağlarla birbirine bağlanmış iki şeker kalıntısı), oligosakaritler (birbirine bağlanmış on şeker kalıntısına kadar) ve polisakkaritler (ondan fazla tortuya sahip) bulunur.

Polisakkaritler, bileşimlerine göre homopolisakkaritlere ve heteropolisakkaritlere ayrılır. Homopolisakkaritler, aynı tip şekerden oluşurken, heteropolisakkaritler, monosakkaritlerin karmaşık karışımlarıdır.

Polisakkaritler ayrıca işlevlerine göre sınıflandırılabilir ve hem homopolisakkaritleri hem de heteropolisakkaritleri içeren üç ana grup vardır: (1) yapısal, (2) rezerv veya (3) jeller oluşturan.

Karmaşık karbonhidratlara ek olarak, monosakkarit şekerler (tek bir şeker molekülü) olan basit karbonhidratlar da vardır.

Hem homopolisakkaritler, heteropolisakkaritler, oligosakaritler ve disakaritler, oluşturucu monosakaritlere hidrolize edilebilir.

Özellikleri

Hücrelerdeki ana enerji molekülü glikoz olduğu için, bu şekerin homopolisakkaritleri sadece acil metabolik fonksiyonlar için değil, aynı zamanda enerji rezervi veya depolanması için de özellikle önemlidir.

Hayvanlarda, örneğin, yedek homopolisakkaritler yağlara dönüştürülür, bu da birim kütle başına çok daha büyük miktarlarda enerji depolanmasına izin verir ve hücrelerde daha fazla "akışkan" olur, bu da vücut hareketini etkiler.

Endüstride, selüloz ve kitin gibi yapısal homopolisakkaritler, çeşitli amaçlar için yaygın olarak kullanılmaktadır.

Kağıt, pamuk ve odun selüloz için endüstriyel kullanımların en yaygın örnekleridir ve bunlar ayrıca fermantasyon ve / veya hidrolizinden etanol ve biyoyakıt üretimini de içermelidir.

Nişasta, çok çeşitli bitkilerden ekstrakte edilir ve saflaştırılır ve hem gastronomik alanda hem de biyolojik olarak parçalanabilen plastiklerin ve ekonomik ve ticari öneme sahip diğer bileşiklerin üretiminde farklı amaçlar için kullanılır.

Örnekler

Nişasta

Nişasta, amiloz (% 20) ve amilopektin (% 80) formundaki D-glikoz birimlerinden oluşan çözünebilir bir sebze rezervi homopolisakkarittir. Unda patates, pirinç, fasulye, mısır, bezelye ve çeşitli yumrular bulunur.

Amiloz, α-1,4 tipi glukozidik bağlarla birbirine bağlanan doğrusal D-glukoz zincirlerinden oluşur. Amilopektin, α-1,4 bağları ile bağlanan D-glukoz zincirlerinden oluşur, ancak aynı zamanda yaklaşık olarak her 25 glukoz kalıntısında a-1,6 bağları ile bağlanan dallara sahiptir.

glikojen

Hayvanların yedek polisakkariti, glikojen olarak bilinen bir homopolisakkarittir. Nişasta gibi glikojen, α-1,6 bağlarının varlığı sayesinde oldukça dallanmış α-1,4 bağları ile birbirine bağlanmış doğrusal D-glukoz zincirlerinden oluşur.

Nişasta ile karşılaştırıldığında, glikojen, her on (10) glikoz kalıntısı için dallara sahiptir. Bu dallanma derecesinin hayvanlarda önemli fizyolojik etkileri vardır.

Selüloz

Selüloz, bitki organizmalarının hücre duvarlarının temel bir bölümünü oluşturan, çözünmeyen yapısal bir homopolisakkarittir. Yapısı, α-1,4 bağları yerine β-1,4 glukozidik bağlarla birbirine bağlanmış doğrusal D-glikoz kalıntı zincirlerinden oluşur.

Yapısındaki β bağlarının varlığı sayesinde, selüloz zincirleri birbirleriyle ek hidrojen bağları oluşturarak basınca dayanabilen sert bir yapı oluşturur.

Kitin

Selüloza benzer şekilde, kitin, β-1,4 tipi glukozidik bağlarla birbirine bağlanan tekrar eden N-asetil-glukozamin birimlerinden oluşan çözünmez bir yapısal homopolisakarittir.

Selülozda olduğu gibi, bu tür bir bağ, kitini eklembacaklıların ve kabukluların dış iskeletinin ideal bir bileşeni yapan önemli yapısal özelliklere sahip olmasını sağlar. Aynı zamanda birçok mantarın hücre duvarlarında da bulunur.

Dekstran

Dekstran, maya ve bakterilerde bulunan yedek bir homopolisakkarittir. Tüm öncekiler gibi, bu da D-glukozlardan oluşur, ancak ağırlıklı olarak a-1,6 bağlarıyla bağlanır.

Bu tip polisakkaritin yaygın bir örneği, diş plağı bakterilerinde hücre dışı olarak bulunan bir örnektir.

Referanslar

1. Aspinal, G. (1983). Polisakkaritlerin Sınıflandırılması. The Polysaccharides'de (Cilt 2, sayfa 1–9). Academic Press, Inc.
2. Clayden, J., Greeves, N., Warren, S. ve Wothers, P. (2001). Organik Kimya (1. baskı). New York: Oxford University Press.
3. Delgado, LL ve Masuelli, M. (2019). Polisakkaritler: Kavramlar ve Sınıflandırma. Polimer Teknolojisinde Evrim Dergisi, 2 (2), 2–7.
4. Garrett, R. ve Grisham, C. (2010). Biyokimya (4. baskı). Boston, ABD: Brooks / Cole. CENGAGE Öğrenme.
5. Huber, KC ve BeMiller, JN (2018). Karbonhidratlar. Organik Kimya'da (s. 888-928). Elsevier Inc.
6. Yurkanis Bruice, P. (2003). Organik Kimya. Pearson.