B1. Polysaccharider

Disse indeholder mange monosaccharider i glykosidiske bindinger og kan indeholde mange forgreninger. De tjener enten som strukturelle komponenter eller som energilagringsmolekyler. De mest almindelige polysaccharider, der består af enkelte monosaccharider, er:

• Stivelse (findes i planter). Det er en polymer af Glc bundet i en hovedkæde gennem 1->4 led med 1->6 forgreninger. Amylose er stivelse uden forgreninger, mens amylopektin har forgreninger. Stivelseskorn består af ca. 20 % amylose og 80 % amylopektin.
• glykogen, det vigtigste CHO-lager hos dyr. Muskel- og leverglykogen består af Glc-rester i a 1->4-forbindelser med masser af a 1->6-forgreninger (mange flere forgreninger end i stivelse). Polymeren syntetiseres på en proteinprimer kaldet glycogenin (G), og har en struktur som vist nedenfor (hvor kun 5 ringe af strukturen er vist i stedet for de egentlige 12. (Mel�ndez-Hevia et al. )
• dextran er en forgrenet polymer af glukose i 1->6 led med 1->4 grene og anvendes i Sephadex-kromatografipærer.

• celluose, der er en strukturel Glc-polymer i planter, består af b 1->4 led. Den holdes sammen af intra- og interkæde H-bindinger. Det er det hyppigst forekommende biologiske molekyle i naturen.
• chitin, det vigtigste stof i exoskeletterne hos menneske- og bløddyr, er en b 1->4-bundet polymer af GlcNAc.

Den grundlæggende kemiske struktur af disse homopolymerer er vist nedenfor.

Homopolysaccharider i stolekonformiteter

Glc b (1-4) Glc-link

Det giver stor kemisk mening at lagre Glc-rester som enten glykogen eller stivelse, som er ét stort molekyle. En gennemgang af de kolligative egenskaber vil oplyse dig om, at hvis alt Glc blev lagret som monosakkaridet, ville man finde en stor osmotisk trykforskel mellem ydersiden og indersiden af cellen. Det giver mere mening at lade glykogen eksistere som en mangeforgrenet lineær polymer. Når der er brug for Glc, spaltes det en rest ad gangen fra alle grenene (ved de ikke-reducerende ender), hvorved der produceres en stor mængde frit Glc på kort tid.

Phi/Psi-vinkler kan også beskrives for stivelse/glykogen-hovedkæden (omkring acetal O) på en måde, der kan sammenlignes med den for proteiner (omkring alfa-kulstoffet). Phi-torsionsvinklen beskriver rotationen omkring acetalbindingens C1-O-binding, mens psi-vinklen beskriver rotationen omkring O-C4-bindingen i samme acetalbinding, idet glucopyranose-ringen betragtes som en stiv rotator (ligesom de 6 atomer i den plane peptidbindingsenhed). Den mest forlængede form af en Glcn-polymer forekommer, når den glykosidiske forbindelse er b1->4 (som i cellulose), som danner lineære kæder. Den a 1->4-bundne hovedkæde i glykogen og stivelse får kæden til at dreje sig og danne en stor helix, hvori der kan passe jod (eller I3-), som gør stivelse lilla.

Jsmols:

Jsmol: Glykogen | Jsmol: Amylose | Jsmol: Jsmol: Amylose-2 | Jsmol: Amylopectin med I3- | Jsmol: Amylopectin | Jsmol: cellulose

Mange polysaccharider består af gentagne dissacharidenheder. Agarose, en polymer af en disaccharidrepetering af (1–>3)-β-D-galactopyranose-(1 –> 4)-3,6-anhydro-α-L-galactopyranose, anvendes ofte til en gelérbar fast fase til elektroforese af nukleinsyre og som en komponent i kromatografipærer. En hovedklasse af polysaccharider med dissacharidrepetitioner omfatter følgende glykosaminoglykaner (GAG’er), som alle indeholder et aminosukker i repetitionen, og hvor et eller begge sukkerarter indeholder negativt ladede sulfat- eller carboxylgrupper. Omfanget og placeringen af sulfatering varierer meget mellem og inden for GAG’er.

hyaluronsyre, en polymer af glucuronat (b 1->3) GlcNAc: vandopløseligt, i synovialvæske; rygrad for vedhæftningsprotein og GAG’er

dermatansulfat, L-iduronat (b 1->3 ) GalNAc-4-sulfat

keratansulfat, D-Gal (b 1->4) GlcNAc-6-sulfat

chondrotinsulfat, D-glucuronat (b 1->3) GalNAc-4 eller 6-sulfat

heparin – D-glucuronat-2-sulfat (a 1->4) GlcNSulfo-6-sulfat

GAG’er findes i øjets glaslegeme og synovialvæske i leddene og i bindevæv som sener, brusk osv. samt i huden. De findes i den ekstracellulære matrix og er ofte kovalent bundet til proteiner for at danne proteoglykaner.

Figur: Glykosaminoglykaner

Jmol: Heparin