B1. Polysacharidy

Ty obsahují mnoho monosacharidů v glykosidických vazbách a mohou obsahovat mnoho větví. Slouží buď jako strukturní složky, nebo jako molekuly uchovávající energii. Nejběžnější polysacharidy složené z jednotlivých monosacharidů jsou:

• škrob (vyskytuje se v rostlinách). Je to polymer Glc spojený v hlavním řetězci prostřednictvím 1->4 článků s 1->6 větvemi. Amylóza je škrob bez větví, zatímco amylopektin větve má. Škrobová zrna se skládají asi z 20 % z amylózy a z 80 % z amylopektinu.
• glykogen, hlavní zásobárna CHO u živočichů. Svalový a jaterní glykogen se skládá ze zbytků Glc ve vazbách a 1->4 s množstvím větví a 1->6 (mnohem více větví než u škrobu). Polymer je syntetizován na bílkovinném základu zvaném glykogenin (G) a má níže uvedenou strukturu (v níž je místo skutečných 12 kruhů zobrazeno pouze 5 kruhů struktury. (Mel�ndez-Hevia et al. )
• dextran je rozvětvený polymer glukózy v 1->6 vazbách s 1->4 větvemi a používá se v Sephadex chromatografických kuličkách.

• celluosa, strukturní polymer Glc v rostlinách, se skládá z b 1->4 článků. Pohromadě ji drží vnitrořetězcové a meziřetězcové H-vazby. Je to nejrozšířenější biologická molekula v přírodě.
• chitin, hlavní látka v exoskeletonech členovců a měkkýšů, je b 1->4 vázaný polymer GlcNAc.

Základní chemické struktury těchto homopolymerů jsou uvedeny níže.

Homopolysacharidy v křesadlových formacích

Glc b (1-4) Glc vazba

Dává velký chemický smysl ukládat zbytky Glc buď jako glykogen, nebo škrob, což je jedna velká molekula. Přehled koligativních vlastností by vás informoval, že pokud by byl veškerý Glc uložen jako monosacharid, vznikl by velký rozdíl osmotického tlaku mezi vnější a vnitřní stranou buňky. Smysluplnější je, aby glykogen existoval jako mnohonásobně rozvětvený lineární polymer. Když je Glc potřeba, odštěpuje se po jednom zbytku ze všech větví (na neredukujících koncích), čímž vzniká v krátkém čase velké množství volného Glc.

Úhly Phi/Psi lze také popsat pro hlavní řetězec škrobu/glykogenu (kolem acetalového O) způsobem srovnatelným s úhly pro bílkoviny (kolem alfa uhlíku). Torzní úhel phi popisuje rotaci kolem vazby C1-O acetalového článku, zatímco úhel psi popisuje rotaci kolem vazby O-C4 téhož acetalového článku, přičemž glukopyranosový kruh je považován za rigidní rotátor (stejně jako 6 atomů v planární jednotce peptidové vazby). Nejrozšířenější forma Glcn polymeru nastává, když je glykosidická vazba b1->4 (jako v celulose), která tvoří lineární řetězce. Hlavní řetězec glykogenu a škrobu s vazbou a 1->4 způsobuje, že se řetězec stáčí a vytváří velkou šroubovici, do které se může vejít jód (nebo I3-), který škrob zbarví do fialova.

Jsmol:

Jsmol: Glykogen | Jsmol: Amylóza | Jsmol: Amylóza-2 | Jsmol: Amylopektin s I3- | Jsmol: Amylopektin | Jsmol: celulóza

Mnoho polysacharidů se skládá z opakujících se disacharidových jednotek. Agarosa, polymer disacharidového opakování (1–>3)-β-D-galaktopyranosa-(1 –> 4)-3,6-anhydro-α-L-galaktopyranosa, se často používá pro geabilní pevnou fázi pro elektroforézu nukleových kyselin a jako součást chromatografických kuliček. Mezi hlavní třídu polysacharidů s disacharidovými repeticemi patří následující glykosaminoglykany (GAG), které všechny obsahují jeden aminocukr v repetici a u nichž jeden nebo oba cukry obsahují negativně nabité sulfátové nebo karboxylové skupiny. Rozsah a poloha sulfatace se mezi jednotlivými GAG a uvnitř nich značně liší.

kyselina hyaluronová, polymer glukuronátu (b 1->3) GlcNAc: rozpustný ve vodě, v synoviální tekutině; páteř pro připojovací protein a GAG

dermatan sulfát, L-iduronát (b 1->3 ) GalNAc-4-sulfát

keratan sulfát, D-Gal (b 1->4) GlcNAc-6-sulfát

chondrotin sulfát, D-glukuronát (b 1->3) GalNAc-4 nebo 6-sulfát

heparin – D-glukuronát-2-sulfát (a 1->4) GlcNSulfo-6-sulfát

GAG se nacházejí ve sklivci oka a synoviální tekutině kloubů a v pojivových tkáních, jako jsou šlachy, chrupavky atd. a také v kůži. Nacházejí se v extracelulární matrix a často jsou kovalentně navázány na proteiny a tvoří proteoglykany.

Obrázek: Glykosaminoglykany

Jmol: Heparin

.