B1. Polysakkaridit

Nämä sisältävät monia monosakkarideja glykosidisidoksina, ja niissä voi olla monia haaroja. Ne toimivat joko rakenneosina tai energiavarastomolekyyleinä. Yleisimpiä yksittäisistä monosakkarideista koostuvia polysakkarideja ovat:

• tärkkelys (esiintyy kasveissa). Se on polymeeri Glc:stä, joka on kytkeytynyt pääketjuun 1->4 lenkillä 1->6 haaralla. Amyloosi on tärkkelystä, jossa ei ole haaroja, kun taas amylopektiinissa on haaroja. Tärkkelysrakeet koostuvat noin 20 % amyloosista ja 80 % amylopektiinista.
• glykogeeni, eläinten tärkein CHO-varasto. Lihas- ja maksaglykogeeni koostuu Glc-jäännöksistä 1->4-linkkeinä, joissa on paljon 1->6-haaroja (paljon enemmän haaroja kuin tärkkelyksessä). Polymeeri syntetisoituu glykogeniiniksi (G) kutsutulle proteiinin alukkeelle, ja sillä on alla esitetty rakenne (jossa rakenteesta on esitetty vain 5 rengasta todellisen 12:n sijasta. (Mel�ndez-Hevia et al. )
• dekstraani on haarautunut glukoosipolymeeri, jossa on 1->6 linkkiä ja 1->4 haaraa, ja sitä käytetään Sephadex-kromatografiahelmissä.

• selluloosa, kasvien rakenteellinen Glc-polymeeri, koostuu b 1->4-linkistä. Sitä pitävät koossa ketjun sisäiset ja ketjujen väliset H-sidokset. Se on luonnon runsain biologinen molekyyli.
• Kitiini, ihmis- ja nilviäisten ulkoluurankojen tärkein aine, on b 1->4-sidoksinen GlcNAc-polymeeri.

Näiden homopolymeerien kemialliset perusrakenteet on esitetty alla.

Homopolysakkaridit tuolikonformaatioissa

Glc b (1-4) Glc-linkki

On kemiallisesti erittäin järkevää varastoida Glc-jäämät joko glykogeeniksi tai tärkkelykseksi, joka on yksi suuri molekyyli. Kolligatiivisten ominaisuuksien tarkastelu kertoisi, että jos kaikki Glc varastoitaisiin monosakkaridina, solun ulko- ja sisäpuolen välillä olisi suuri osmoottinen paine-ero. On järkevämpää, että glykogeeni on olemassa monihaaraisena lineaarisena polymeerinä. Kun Glc:tä tarvitaan, se pilkotaan jäämä kerrallaan kaikista haaroista (pelkistymättömistä päistä), jolloin syntyy suuri määrä vapaata Glc:tä lyhyessä ajassa.

Phi/Psi-kulmat voidaan kuvata myös tärkkelyksen/glykogeenin pääketjulle (asetaali-O:n ympärillä) vastaavalla tavalla kuin proteiineille (alfa-hiilen ympärillä). Phi-vääntökulma kuvaa kiertoa asetaalilinkin C1-O-sidoksen ympärillä, kun taas psi-kulma kuvaa kiertoa saman asetaalilinkin O-C4-sidoksen ympärillä, jolloin glukopyranoosirengasta pidetään jäykkänä rotaattorina (aivan kuten tasomaisen peptidisidosyksikön 6 atomia). Glcn-polymeerin laajin muoto esiintyy, kun glykosidilinkki on b1->4 (kuten selluloosassa), jolloin muodostuu lineaarisia ketjuja. Glykogeenin ja tärkkelyksen a 1->4-sidoksinen pääketju saa aikaan sen, että ketju kääntyy ja muodostaa suuren kierteen, johon mahtuu jodi (tai I3-), joka muuttaa tärkkelyksen violetiksi.

Jsmol:

Jsmol: Glykogeeni | Jsmol: Amyloosi | Jsmol: Amylose-2 | Jsmol: Jsmol: Amylopektiini, jossa on I3- | Jsmol: Amylopektiini | Jsmol: selluloosa

Monet polysakkaridit koostuvat toistuvista dissacharidiyksiköistä. Agaroosia, joka on (1–>3)-β-D-galaktopyranoosi-(1 –> 4)-3,6-anhydro-α-L-galaktopyranoosin toistuvan disakkaridin polymeeri, käytetään usein geelimäisenä kiinteänä faasina nukleiinihappoelektroforeesissa ja kromatografiahelmien komponenttina. Suurimpaan luokkaan polysakkarideja, joissa on disakkariditoistoja, kuuluvat seuraavat glykosaminoglykaanit (GAG:t), jotka kaikki sisältävät yhden aminosokerin toistossa ja joissa toinen tai molemmat sokerit sisältävät negatiivisesti varautuneita sulfaatti- tai karboksyyliryhmiä. Sulfaation laajuus ja sijainti vaihtelevat suuresti GAG:ien välillä ja sisällä.

hyaluronihappo, glukuronaattipolymeeri (b 1->3) GlcNAc: vesiliukoinen, nivelnesteessä; selkäranka kiinnittymisproteiinille ja GAG:ille

dermataanisulfaatti, L-iduronaatti (b 1->3 ) GalNAc-4-sulfaatti

kerataanisulfaatti, D-Gal (b 1->4) GlcNAc-6-sulfaatti

kondrotiinisulfaatti, D-glukuronaatti (b 1->3) GalNAc-4- tai 6-sulfaatti

hepariini – D-glukuronaatti-2-sulfaatti (a 1->4) GlcNSulfo-6-sulfaatti

GAG:eja esiintyy silmän lasiaisnesteessä ja nivelten nivelnesteessä sekä sidekudoksessa, kuten jänteissä, rustoissa ym. sekä ihossa. Niitä esiintyy solunulkoisessa matriksissa, ja ne ovat usein kovalenttisesti kiinnittyneet proteiineihin muodostaen proteoglykaaneja.

Kuva: Glykosaminoglykaanit

Jmol: Hepariini