3.2: Uhlohydráty

Polysacharidy

Dlouhý řetězec monosacharidů spojených glykosidickými vazbami se nazývá polysacharid (poly- = „mnoho“). Řetězec může být rozvětvený nebo nerozvětvený a může obsahovat různé typy monosacharidů. Molekulová hmotnost může být 100 000 daltonů nebo více v závislosti na počtu spojených monomerů. Škrob, glykogen, celulóza a chitin jsou základními příklady polysacharidů.

Škrob je skladovanou formou cukrů v rostlinách a je tvořen směsí amylózy a amylopektinu (oba polymery glukózy). Rostliny jsou schopny syntetizovat glukózu a přebytečná glukóza nad rámec okamžité energetické potřeby rostliny se ukládá ve formě škrobu v různých částech rostliny, včetně kořenů a semen. Škrob v semenech poskytuje potravu pro zárodek při klíčení a může také sloužit jako zdroj potravy pro lidi a zvířata. Škrob, který člověk konzumuje, je rozkládán enzymy, jako jsou slinné amylázy, na menší molekuly, jako je maltóza a glukóza. Buňky pak mohou glukózu vstřebávat.

Škrob se skládá z monomerů glukózy, které jsou spojeny α 1-4 nebo α 1-6 glykosidickými vazbami. Čísla 1-4 a 1-6 označují počet uhlíků dvou zbytků, které se spojily za vzniku vazby. Jak je znázorněno na obrázku \(\PageIndex{6}\), amylosa je škrob tvořený nerozvětvenými řetězci monomerů glukosy (pouze vazby α 1-4), zatímco amylopektin je rozvětvený polysacharid (vazby α 1-6 v místech větvení).

Glykogen je zásobní forma glukózy u člověka a dalších obratlovců a je tvořen monomery glukózy. Glykogen je živočišný ekvivalent škrobu a je to vysoce rozvětvená molekula obvykle uložená v jaterních a svalových buňkách. Kdykoli se hladina glukózy v krvi sníží, glykogen se rozkládá a uvolňuje glukózu v procesu známém jako glykogenolýza.

Celulóza je nejrozšířenější přírodní biopolymer. Buněčná stěna rostlin je z větší části tvořena celulózou; ta poskytuje buňce strukturální oporu. Dřevo a papír jsou z větší části celulózové povahy. Celulóza se skládá z monomerů glukózy, které jsou spojeny β 1-4 glykosidickými vazbami (obrázek \(\PageIndex{7}\)).

Jak je znázorněno na obrázku \(\PageIndex{7}\), každý druhý glukózový monomer v celulóze je převrácený a monomery jsou těsně zabalené jako prodloužené dlouhé řetězce. To dává celulóze její tuhost a vysokou pevnost v tahu, která je pro rostlinné buňky tak důležitá. Zatímco vazbu β 1-4 nemohou lidské trávicí enzymy rozložit, býložravci, jako jsou krávy, koaly, buvoli a koně, jsou s pomocí specializované flóry ve svém žaludku schopni strávit rostlinný materiál bohatý na celulózu a využít jej jako zdroj potravy. U těchto zvířat žijí v bachoru (součást trávicí soustavy býložravců) určité druhy bakterií a protist, které vylučují enzym celulázu. Slepé střevo pastevních zvířat obsahuje také bakterie, které tráví celulózu, což mu dává důležitou roli v trávicí soustavě přežvýkavců. Celuláza dokáže rozložit celulózu na monomery glukózy, které mohou zvířata využít jako zdroj energie. Termiti jsou také schopni štěpit celulózu díky přítomnosti dalších organismů v jejich těle, které vylučují celulázy.

Sacharidy plní u různých živočichů různé funkce. Členovci (hmyz, korýši a další) mají vnější kostru zvanou exoskelet, která chrání jejich vnitřní části těla (jak je vidět u včely na obrázku \(\PageIndex{8}\)). Tento exoskelet je tvořen biologickou makromolekulou chitinem, což je polysacharid obsahující dusík. Je tvořen opakujícími se jednotkami N-acetyl-β-d-glukosaminu, modifikovaného cukru. Chitin je také hlavní složkou buněčných stěn hub; houby nejsou ani živočichové, ani rostliny a tvoří samostatnou říši v doméně Eukarya.

.