Polisaharid

S Vikipedije, slobodne enciklopedije
3D struktura celuoze, beta-glukanskog polisaharida.
Amiloza je linearni polimer koji se uglavnom sastoji od glukoze sa α(1→4) vezama. Molekul može da sadrži nekoliko hiljada glukoznih jedinica. Amiloza je jedna od dve komponente skroba, pri čemu je druga amilopektin.

Polisaharidi su polimerni ugljeno hidratni molekuli koji se sastoje od dugih lanaca monosaharidnih jedinica vezanih zajedno glikozidnim vezama. Iz njih se pri hidrolizi oslobađaju konstitutivni monosaharidi ili oligosaharidi. Oni su u opsegu struktura od linearnih do visoko razgranatih. Prema biološkoj funkciji se dele na: rezervne i strukturne polisaharide. Rezervni polisaharidi predstavljaju molekule u kojima se čuva (skladišti) hemijska energija. Najrasprostranjeniji rezervni polisaharidi su: skrob, kod biljaka i glikogen, kod životinja. Skrob i glikogen se sastoje od većeg broja molekula glukoze. Strukturni polisaharidi učestvuju u izgradnji ćelijskih delova. Među njima su najrasprostranjeniji: celuloza, koja je glavni sastojak ćelijskog zida biljaka, hitin, koji zgrađuje skelet zglavkara) i agar, koga sadrže alge).

Polisaharidi su često veoma heterogeni, sa malim modifikacijama u ponavljajućim jedinicama. U zavisnosti od strukture, ovi makromolekuli mogu da imaju različita svojstva od njihovih monosaharidnih građevnih blokova. Oni mogu da budu amorfni ili čak nerastvorni u vodi.[1] Kad su svi monosaharidi u polisaharidu istog tipa, za polisaharid se kaže da je homopolisaharid ili homoglikan, dok kad je više od jednog tipa monosaharida prisutno oni se nazivaju heteropolisaharidima ili heteroglikanima.[2][3]

Prirodni saharidi su generalno jednostavni ugljeni hidrati zvani monosaharidi sa opštom formulom (CH2O)n gde je n tri ili veće. Primeri monosaharida su glukoza, fruktoza, i gliceraldehid.[4] Polisaharidi, imaju opštu formulu Cx(H2O)y gde je x obično veliki broj između 200 i 2500. Kad su ponavljajuće jedinice u polimernoj osnovi šestougljenični monosaharidi, kao što je to često slučaj, opšta formula se pojednostavljuje na (C6H10O5)n, pri čemu je tipično 40≤n≤3000.

Po ustaljenoj konvenciji, polisaharidi sadrže više od deset monosaharidnih jedinica, dok oligosaharidi sadrže tri do deset monosaharidnih jedinica; mada precizno razgraničenje može u izvesnoj meri da varira. Polisaharidi su važna klasa bioloških polimera. Njihova funkcija u živim organizmima je obično bilo strukturna ili skladišna. Skrob (glukozni polimer) se koristi kao skladišni polisaharid u biljkama. On je prisutan u vidu amiloze i razgranatog amilopektina. Kod životinja, strukturno slični glukozni polimer je gušće razgranati glikogen, koji se ponekad naziva „životinjskim skrobom”. Svojstva glikogena uzrokuju njegov relativno brz metabolizam, što je podesno za aktivni životni stil životinja.

Celuloza i hitin su primeri strukturnih polisaharida. Celuloza se koristi u ćelijskim zidovima biljki i drugih organizama, i jedan je od najšire zastupljenih organskih molekula na Zemlji.[5] Ona ima mnoštvo primena, kao što je značajna uloga u industriji papira i tekstila, a koristi se i kao sirovina pri produkciji rajona (putem viskoznog procesa), celuloznog acetata, celuloida, i nitroceluloze. Hitin ima sličnu strukturu, ali ima bočne lance koji sadrže azot, čime se povećava njegova jačina. On je prisutan u egzoskeletonu zglavkara i u ćelijskim zidovima pojedinih gljivica. On isto tako ima mnoštvo primena, uključujući hirurške konce. Polisaharidi isto tako obuhvataju kalozu ili laminarin, hrizolaminarin, ksilan, arabinoksilan, manan, fukoidan i galaktomanin.

Funkcija[uredi | uredi izvor]

Struktura[uredi | uredi izvor]

Prehrambeni polisaharidi su čest izvor energije. Mnogi organizmi mogu da razlože skrob u glukozu; međutim, većina organizama ne može da metaboliše celulozu ili druge polisaharide kao što su hitin i arabinoksilani. Te ugljenovodonične tipove mogu da metabolišu neki tipovi bakterija i protista. Preživari i termiti, na primer, koriste mikroorganizme da razlože celulozu.

Mada ovi kompleksni polisaharidi nisu lako svarljivi, oni predstavljaju važne dijetarne elemente za ljude. Dijetetska vlakna poboljšavaju varenje i imaju niz drugih korisnih svojstava. Glavna aktivnost dijetarnih vlakana je promena prirode sadržaja gastrointestinalnog trakta, što uslovljava način na koji se drugi nutrijenti i hemikalije apsorbuju.[6][7] Rastvorna vlakna se vezuju za žučne kiseline u tankim crevima, čime se smanjuju šanse za njihov ulazak u telo; to ima za posledicu sniženje nivoa holesterola u krvi.[8] Rastvorljiva vlakna takođe smanjuju apsorpciju šećera, redukuju šećerni odgovor nakon jela, normalizuju nivoe lipida u krvi i, nakon što budu fermentisana u debelom crevu, formiraju kratkolančane masne kiseline kao nusproizvode sa širokim rasponom fizioloških aktivnosti. Iako su nerastvorna vlakna povezana sa smanjenim rizikom za dijabetesa, mehanizam putem kojeg do toga dolazi je nepoznat.[9]

Dijetarna vlakna se smatraju važnim za ishranu, i regulatorne vlasti u mnogim razvijenim zemljama preporučuju povećanje unosa vlakana, mada se ona formalno ne smatraju esencijalnim nutrijentom (prema podacima iz 2005. godine).[6][7][10][11]

Skladištenje polisaharida[uredi | uredi izvor]

Skrob[uredi | uredi izvor]

Skrob je glukozni polimer u kome su glukopiranozne jedinice vezane putem alfa-veza. On se sastoji od smeše amiloze (15–20%) i amilopektina (80–85%). Amiloza se sastoji od linearnih lanaca sa nekoliko stotina glukoznih molekula, a amilopektin je razgranati molekul sačinjen od nekoliko hiljada glukoznih jedinica (svaki lanac od 24–30 glukoznih jedinica je jedna jedinica amilopektina). Skrobovi su nerastvorni u vodi. Oni mogu da budu svareni razlaganjem alfa-veza (glikozidnih veza). Ljudi i životinje imaju amilaze, tako da oni mogu da svare skrob. Krompir, pirinač, pšenica, i kukuruz su glavni izvori skroba u ljudskoj ishrani. Formiranje molekula skroba je način na koji biljke skladište glukozu.

Glikogen[uredi | uredi izvor]

Glikogen služi kao sekundarno dugoročno energetsko skladište u životinjskim i gljivičnim ćelijama, dok su primarne energetske zalihe u adipoznom tkivu. Glikogen se prvenstveno formira u jetri i mišićima, ali isto tako može da bude formiran glikogenezom u mozgu i želucu.[12]

Glikogen je analogan skrobu, glukoznom polimeru u biljkama, i ponekad se naziva životinjskim skrobom,[13] jer ima sličnu strukturu sa amilopektinom ali je je znatno više razgranat i u većoj meri je kompaktan od skroba. Glikogen je polimer povezan sa α(1→4) glikozidnim vezama, i sa granama vezanim α(1→6) vezama. Glikogen je prisutan u obliku granula u citosolu/citoplazmi u mnogim ćelijskim tipovima, i ima važnu ulogu u glukoznom cilusu. Glikogen predstavlja energetsku rezervu koja se može brzo mobilizovati da se zadovolje nagle potrebe za glukozom, koja je manje kompaktna i dostupnija od triglicerida (lipida).

U jetrenim hepatocitima, glikogen može da sačinjava do osam procenata (100–120 g kod odrasle osobe) sveže težine ubrzo nakon obroka.[14] Jedino glikogen uskladišten u jetri može da bude dostupan drugim organima. U mišićima, glikogen je prisutan u niskim koncentracijama od jednog do dva procenta mišićne mase. Količina glikogena uskladištena u telu — a posebno unutar mišića, jetre, i crvenih krvnih zrnaca[15][16][17] — varira sa fizičkom aktivnošću, bazalnim metaboličkim stušnjem, i prehrambenim navikama kao što je povremeno pošćenje. Male količine glikogena se formiraju u bubrezima, a još manje količine u pojedinim glijalnim ćelijama u mozgu i belim krvnim zrncima. Materica takođe skladišti glikogen tokom trudnoće, kako bi se hranio embrion.[14]

Glikogen se sastoji od razgranatog lanca od glukoznih ostataka. On se skladišti u jetri i mišićima.

  • On je energetska rezerva za životinje.
  • On je glavna forma ugljenih hidrata uskladištenih u životinjskom telu.
  • On je nerastvoran u vodi. Glikogen postaje smeđe-crven kad se pomeša sa jodom.
  • Iz njega se oslobađa glukoza pri hidrolizi.
  • Šematski prikaz 2-D poprečne sekcije glikogena. Sržni protein glikogenin je okružen granama od glukoznih jedinica. Celokupna globularna granula može da sadrži približno 30.000 glukoznih jedinica.[18]
    Šematski prikaz 2-D poprečne sekcije glikogena. Sržni protein glikogenin je okružen granama od glukoznih jedinica. Celokupna globularna granula može da sadrži približno 30.000 glukoznih jedinica.[18]
  • Prikaz atomske strukture lanca glukoznih jedinica sa jednom granom u molekulu glikogena.
    Prikaz atomske strukture lanca glukoznih jedinica sa jednom granom u molekulu glikogena.

Strukturni polisaharidi[uredi | uredi izvor]

Arabinoksilani[uredi | uredi izvor]

Arabinoksilani su prisutni u primarnim i sekundarnim ćelijskim zidovima biljki. Oni su kopolimeri dva šećera: arabinoza i ksiloza. Arabinoksilani mogu da imaju pozitivne efekte na ljudsko zdravlje.[19]

Reference[uredi | uredi izvor]

  1. ^ Varki A, Cummings R, Esko J, Freeze H, Stanley P, Bertozzi C, Hart G, Etzler M (1999). Essentials of glycobiology. Cold Spring Har J. Cold Spring Harbor Laboratory Press. ISBN 978-0-87969-560-6. 
  2. ^ IUPAC. „homopolysaccharide (homoglycan)”. Kompendijum hemijske terminologije (Internet izdanje).
  3. ^ IUPAC. „heteropolysaccharide (heteroglycan)”. Kompendijum hemijske terminologije (Internet izdanje).
  4. ^ Matthews, C. E.; K. E. Van Holde; K. G. Ahern Biochemistry. 3rd edition. Benjamin Cummings. 1999. ISBN 978-0-8053-3066-3.
  5. ^ N. A. Campbell (1996). Biology (4th izd.). New York: Benjamin Cummings. str. 23. ISBN 978-0-8053-1957-6. 
  6. ^ a b „Dietary Reference Intakes for Energy, Carbohydrate, fiber, Fat, Fatty Acids, Cholesterol, Protein, and Amino Acids (Macronutrients) (2005), Chapter 7: Dietary, Functional and Total fiber.” (PDF). US Department of Agriculture, National Agricultural Library and National Academy of Sciences, Institute of Medicine, Food and Nutrition Board. Arhivirano iz originala (PDF) 27. 10. 2011. g. 
  7. ^ a b Eastwood M, Kritchevsky D (2005). „Dietary fiber: how did we get where we are?”. Annu Rev Nutr. 25: 1—8. PMID 16011456. doi:10.1146/annurev.nutr.25.121304.131658. 
  8. ^ Anderson JW, Baird P, Davis RH, et al. (2009). „Health benefits of dietary fiber” (PDF). Nutr Rev. 67 (4): 188—205. PMID 19335713. doi:10.1111/j.1753-4887.2009.00189.x. Arhivirano iz originala (PDF) 10. 8. 2017. g. Pristupljeno 19. 5. 2019. 
  9. ^ Weickert MO, Pfeiffer AF (2008). „Metabolic effects of dietary fiberand any other substance that consume and prevention of diabetes”. J Nutr. 138 (3): 439—42. PMID 18287346. doi:10.1093/jn/138.3.439. 
  10. ^ „Scientific Opinion on Dietary Reference Values for carbohydrates and dietary fibre”. EFSA Journal. 8 (3): 1462. 25. 3. 2010. doi:10.2903/j.efsa.2010.1462. 
  11. ^ Jones PJ, Varady KA (2008). „Are functional foods redefining nutritional requirements?”. Appl Physiol Nutr Metab. 33 (1): 118—23. PMID 18347661. doi:10.1139/H07-134. Arhivirano iz originala (PDF) 13. 10. 2011. g. 
  12. ^ Anatomy and Physiology. Saladin, Kenneth S. McGraw-Hill, 2007.
  13. ^ „Animal starch”. Merriam Webster. Pristupljeno 11. 5. 2014. 
  14. ^ a b Campbell, Neil A.; Williamson, Brad; Heyden, Robin J. (2006). Biology: Exploring Life. Boston, Massachusetts: Pearson Prentice Hall. ISBN 978-0-13-250882-7. 
  15. ^ Moses SW, Bashan N, Gutman A (decembar 1972). „Glycogen metabolism in the normal red blood cell”. Blood. 40 (6): 836—43. PMID 5083874. 
  16. ^ INGERMANN, ROLFF L.; VIRGIN, GARTH L. (20. 1. 1987). „Glycogen Content and Release of Glucose from Red blood cells of the Sipunculan Worm Themiste Dyscrita” (PDF). jeb.biologists.org/. Journal of Experimental Biology. Pristupljeno 21. 7. 2017. 
  17. ^ Miwa I, Suzuki S (novembar 2002). „An improved quantitative assay of glycogen in erythrocytes”. Annals of Clinical Biochemistry. 39 (Pt 6): 612—3. PMID 12564847. doi:10.1258/000456302760413432. 
  18. ^ William D. McArdle; Frank I. Katch; Victor L. Katch (2006). Exercise physiology: energy, nutrition, and human performance (6th izd.). Lippincott Williams & Wilkins. str. 12. ISBN 978-0-7817-4990-9. 
  19. ^ Mendis, M; Simsek, S (15. 12. 2014). „Arabinoxylans and human health”. Food Hydrocolloids. 42: 239—243. doi:10.1016/j.foodhyd.2013.07.022. 

Spoljašnje veze[uredi | uredi izvor]

Polisaharid na Vikimedijinoj ostavi.
Preuzeto iz „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Полисахарид&oldid=27774217”