- ลักษณะและโครงสร้าง
- คาร์โบไฮเดรตของแบคทีเรีย
- คุณสมบัติ
- ตัวอย่าง
- เฮมิเซลลูโลส
- เพคติน
- เฮ
- กรดไฮยาลูโรนิก
- อ้างอิง
heteropolysaccharidesหรือ heteroglycans เป็นกลุ่มของคาร์โบไฮเดรตที่ซับซ้อนจัดอยู่ในกลุ่มของ polysaccharides ซึ่งประกอบด้วยคาร์โบไฮเดรตทั้งหมดที่ประกอบด้วยมากกว่า 10 หน่วยโมโนแซ็กคาไรด์ประเภทที่แตกต่างกันของน้ำตาล
เฮเทอโรโพลีแซ็กคาไรด์ส่วนใหญ่ที่สังเคราะห์ในธรรมชาติมักประกอบด้วยโมโนแซ็กคาไรด์เพียงสองชนิดที่แตกต่างกัน ในขณะเดียวกันเฮเทอโรโพลีแซ็กคาไรด์สังเคราะห์โดยทั่วไปมีหน่วยโมโนแซคคาไรด์ที่แตกต่างกันสามหน่วยหรือมากกว่า
ตัวอย่างหน่วยพื้นฐานของ heteropolysaccharide (ที่มา: Ccostell ผ่าน Wikimedia Commons)
เฮเทอโรโพลีแซ็กคาไรด์เป็นโมเลกุลขนาดใหญ่ที่ทำหน้าที่สำคัญในการดำรงชีวิต ประกอบด้วยโมโนเมอร์น้ำตาลหลายชนิด (โมโนแซ็กคาไรด์) ซึ่งเชื่อมโยงกันซ้ำ ๆ ด้วยพันธะไกลโคซิดิกหลายประเภท
ในบรรดาคาร์โบไฮเดรตเชิงซ้อนที่พบบ่อยที่สุดในธรรมชาติ ได้แก่ เฮมิเซลลูโลสเพคตินและวุ้นซึ่งส่วนใหญ่เป็นโพลีแซ็กคาไรด์ที่น่าสนใจทางการค้าสำหรับอุตสาหกรรมอาหาร
ในบริบททางการแพทย์เฮเทอโรโพลีแซ็กคาไรด์ที่ศึกษามากที่สุดคือเนื้อเยื่อเกี่ยวพันกลุ่มเลือดที่เกี่ยวข้องกับไกลโคโปรตีนเช่นγ-globulin และไกลโคลิปิดที่เคลือบเซลล์ประสาทในระบบประสาทส่วนกลาง
ในช่วงหลายปีที่ผ่านมาและด้วยความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ได้มีการพัฒนาเทคนิคต่างๆเพื่อการศึกษาเฮเทอโรโพลีแซ็กคาไรด์ซึ่งโดยทั่วไปเกี่ยวข้องกับการสลายตัวของพวกมันในโมโนแซ็กคาไรด์ที่เป็นส่วนประกอบและการวิเคราะห์ส่วนบุคคล
เทคนิคการแยกเหล่านี้แตกต่างกันไปสำหรับคาร์โบไฮเดรตแต่ละชนิดและขึ้นอยู่กับลักษณะทางกายภาพและทางเคมีของคาร์โบไฮเดรตแต่ละชนิด อย่างไรก็ตามโครมาโทกราฟีเป็นเทคนิคที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการวิเคราะห์เฮเทอโรโพลีแซ็กคาไรด์
ลักษณะและโครงสร้าง
Heteropolysaccharides เป็นพอลิเมอร์เชิงเส้นหรือแบบแยกแขนงซึ่งประกอบด้วยหน่วยการทำซ้ำของโมโนแซ็กคาไรด์ที่แตกต่างกันสองหน่วยหรือมากกว่า ต้องคำนึงว่าโมโนแซ็กคาไรด์เหล่านี้อาจอยู่ในสัดส่วนเดียวกันหรือไม่ก็ได้
เฮเทอโรโพลีแซ็กคาไรด์มีโครงสร้างที่ซับซ้อนโดยมีโทโพโลยีที่แตกแขนงโดยทั่วไปและในสภาพดั้งเดิมมีสัณฐานวิทยาที่ไม่สมมาตรและค่อนข้างไม่สัณฐาน
หน่วยการทำซ้ำที่ประกอบเป็นเฮเทอโรโพลีแซ็กคาไรด์ (โมโนแซ็กคาไรด์ไดแซ็กคาไรด์หรือโอลิโกแซ็กคาไรด์) เชื่อมโยงกันด้วยพันธะα-หรือβ-glucosidic ในหน่วยเหล่านี้เป็นเรื่องปกติที่จะสังเกตเห็นการดัดแปลงหรือการแทนที่เช่นกลุ่มเมธิลและอะซิทิลและอื่น ๆ โดยเฉพาะในกิ่งก้าน
นอกจากนี้การเชื่อมโยงของโมเลกุลบางชนิดกับเฮเทอโรโพลีแซ็กคาไรด์สามารถให้ประจุสุทธิซึ่งมีหน้าที่ทางสรีรวิทยาที่สำคัญในเซลล์ประเภทต่างๆ
คาร์โบไฮเดรตของแบคทีเรีย
เฮเทอโรโพลีแซ็กคาไรด์ของจุลินทรีย์ประกอบด้วยหน่วยการทำซ้ำของโมโนแซ็กคาไรด์สามถึงแปดหน่วยที่สามารถเป็นเชิงเส้นหรือแยกแขนงได้ โดยทั่วไปประกอบด้วย monosaccharides D-glucose, D-galactose และ L-rhamnose ในสัดส่วนที่ต่างกัน
สามารถได้รับ Fucose, mannose, ribose, fructose, monosaccharides และ monosaccharides ที่ใช้กลีเซอรอลและอื่น ๆ แม้ว่าจะอยู่ในระดับที่น้อยกว่าก็ตาม
คุณสมบัติ
โดยปกติเฮเทอโรโพลีแซ็กคาไรด์ทำหน้าที่เป็นตัวสนับสนุนสิ่งมีชีวิตนอกเซลล์สำหรับสิ่งมีชีวิตในทุกอาณาจักรตั้งแต่แบคทีเรียจนถึงมนุษย์ น้ำตาลเหล่านี้ร่วมกับโปรตีนเส้นใยเป็นส่วนประกอบที่สำคัญที่สุดของเมทริกซ์นอกเซลล์ในสัตว์และลามินาระดับกลางในพืช
Heteropolysaccharides มักพบร่วมกับโปรตีนเพื่อสร้างโปรตีโอไกลแคนไกลโคซามิโนไกลแคนและแม้แต่มิวโคโพลีแซ็กคาไรด์ สิ่งเหล่านี้ทำหน้าที่ต่างๆตั้งแต่ควบคุมการดูดซึมน้ำทำหน้าที่เป็น "ซีเมนต์" ของเซลล์และทำหน้าที่เป็นสารหล่อลื่นทางชีวภาพและอื่น ๆ อีกมากมาย
Heteropolysaccharides ในเนื้อเยื่อเกี่ยวพันมีกลุ่มกรดอยู่ในโครงสร้าง สิ่งเหล่านี้ทำหน้าที่เป็นสะพานเชื่อมระหว่างโมเลกุลของน้ำและไอออนของโลหะ เฮเทอโรโพลีแซคคาไรด์ที่พบบ่อยที่สุดในเนื้อเยื่อเหล่านี้คือกรดยูโรนิกที่มีการทดแทนซัลเฟต
โปรตีโอไกลแคนสามารถพบได้ในลักษณะโครงสร้างของเยื่อหุ้มพลาสมาซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวรับหลักในการรับสิ่งเร้าบนผิวของเยื่อหุ้มเซลล์และกระตุ้นกลไกการตอบสนองภายใน
Globulins เป็นไกลโคโปรตีนที่เป็นส่วนหนึ่งของระบบภูมิคุ้มกันของสัตว์หลายชนิดและวางระบบการรับรู้ไว้ที่ส่วนของ heteropolysaccharides ที่มีอยู่ในชั้นนอกสุด
เฮปารินมีหน้าที่ในการต้านการแข็งตัวของเลือดและเป็นสารเมือกที่ใช้ไดแซคคาไรด์ร่วมกับสารทดแทนที่มีซัลเฟตเพื่อลดประจุลบและขัดขวางการรวมตัวระหว่างเกล็ดเลือดและเกล็ดเลือดซึ่งจะส่งเสริมให้เกิดการจับตัวกันของแอนติทรอมบินและโพร ธ อมบินที่ปิดใช้งาน
ตัวอย่าง
เฮมิเซลลูโลส
คำนี้ครอบคลุมกลุ่มของเฮเทอโรโพลีแซ็กคาไรด์ที่มีโมโนแซคคาไรด์เช่นกลูโคสไซโลสแมนโนสอาราบิโนสกาแลคโตสและกรดยูโรนิกต่างๆในโครงสร้าง อย่างไรก็ตามโครงสร้างที่พบมากที่สุดคือโพลีเมอร์เชิงเส้นของไซเลนและไซโลไกลแคนที่เชื่อมโยงกันด้วยพันธะβ-1,4
เฮเทอโรโพลีแซ็กคาไรด์เหล่านี้มีมากในผนังเซลล์ของพืช นอกจากนี้ยังละลายได้ในสารละลายอัลคาไลน์เข้มข้นและบางชนิดจะพัฒนารูปแบบไฟบริลลาร์ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวประสานในเนื้อเยื่อพืช
เพคติน
เพคตินเป็นโพลีแซ็กคาไรด์ของชั้นกลางระหว่างผนังเซลล์ของแหล่งกำเนิดหลักในพืช ส่วนประกอบหลักคือกรด D-galacturonic ที่เชื่อมโยงกันด้วยพันธะα-D-1,4 ซึ่งคาร์บอกซิลบางชนิดสามารถเอสเทอร์เตอรีด้วยหมู่เมธิลได้
น้ำตาลชนิดนี้มีความสามารถในการพอลิเมอไรเซชันได้ง่ายเมื่อสัมผัสกับเมทิลเอสเทอร์และน้ำตาลอื่น ๆ เช่นกาแลคโตสแรบบินโนสและไรโนส ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมอาหารเพื่อเพิ่มความแน่นให้กับผลิตภัณฑ์บางอย่างเช่นแยมผลไม้แช่อิ่มและเหงือกที่มีน้ำตาล
เฮ
เป็นสารต้านการแข็งตัวของเลือดที่ผลิตในเลือดและในอวัยวะต่างๆเช่นปอดไตตับและม้ามของสัตว์ ประกอบด้วยกรด D-glucuronic หรือกรด L-iduronic ซ้ำ 12 ถึง 50 ครั้งและ N -acetyl-D-glucosamine เฮปารินเป็นโพลีแซ็กคาไรด์ประเภทไกลโคซามิโนไกลแคนที่มีประจุลบที่รุนแรง
เฮปารินมีความสำคัญทางอุตสาหกรรมมากและได้รับเทียมจากพันธุวิศวกรรมในแบคทีเรียหรือตามธรรมชาติจากปอดของวัวหรือเยื่อบุลำไส้ของสุกร
กรดไฮยาลูโรนิก
นี่เป็นหนึ่งในยาที่ใช้มากที่สุดในอุตสาหกรรมความงามเป็นน้ำมันหล่อลื่นเนื่องจากมีคุณสมบัติหนืดยืดหยุ่นและรีโอโลจี ใช้เป็นสารหล่อลื่นดวงตาตัวดูดซับแรงกระแทกในข้อต่อและชะลอกระบวนการชราเนื่องจากจะช่วยลดการทำงานของเซลล์ในวัฏจักรของเซลล์
เป็นโพลิเมอร์ที่อยู่ในกลุ่มของไกลโคซามิโนไกลแคนและประกอบด้วยกรด D-glucuronic และ N -acetyl-D-glucosamine ซึ่งเชื่อมโยงกันด้วยพันธะβ-1,3 พบได้ในเซลล์โปรคาริโอตและยูคาริโอตเกือบทั้งหมดโดยเฉพาะในเนื้อเยื่อเกี่ยวพันและผิวหนังของสัตว์
อ้างอิง
- Delgado, LL, & Masuelli, M. (2019). โพลีแซ็กคาไรด์: แนวคิดและการจำแนกประเภท Evolution in Polymer Technology Journal, 2 (2), 2–7.
- Huber, KC และ BeMiller, JN (2018) คาร์โบไฮเดรต สาขาเคมีอินทรีย์ (หน้า 888-928). Elsevier Inc.
- เดวิสัน, E. (1999). สารานุกรมบริแทนนิกา. สืบค้น 14 สิงหาคม 2019 จาก www.britannica.com/science/carbohydrate/
- Huber, KC และ BeMiller, JN (2018) คาร์โบไฮเดรต สาขาเคมีอินทรีย์ (หน้า 888-928). Elsevier Inc.
- มหาวิทยาลัยเมน (ND) สืบค้นเมื่อ 14 สิงหาคม 2019 จาก www.umaine.edu