B1. Poliszacharidok

Ezek sok monoszacharidot tartalmaznak glikozidos kapcsolatokban, és sok elágazást tartalmazhatnak. Szerkezeti alkotóelemként vagy energiatároló molekulaként szolgálnak. A leggyakoribb, egyetlen monoszacharidból álló poliszacharidok:

• keményítő (növényekben található). Ez egy főláncba kapcsolt Glc polimerje 1->4 láncszemmel, 1->6 elágazással. Az amilóz elágazások nélküli keményítő, míg az amilopektin elágazásokkal rendelkezik. A keményítőszemcsék kb. 20%-ban amilózból és 80%-ban amilopektinből állnak.
• glikogén, az állatok fő CHO raktára. Az izom- és májglikogén Glc-maradékokból áll 1->4 láncszemekben, sok 1->6 ággal (sokkal több ággal, mint a keményítőben). A polimer a glikogénin (G) nevű fehérjeprimeren szintetizálódik, és az alábbiakban látható szerkezetű (melyben a szerkezetnek csak 5 gyűrűje látható a tényleges 12 helyett. (Mel�ndez-Hevia et al. )
• Adextrán egy elágazó polimer, amely 1->6 láncszemben 1->4 elágazással rendelkező glükózból áll, és Sephadex kromatográfiás gyöngyökben használják.

• a cellulóz, a növények Glc szerkezeti polimerje, b 1->4 láncszemből áll. Láncon belüli és láncok közötti H-kötések tartják össze. Ez a természetben a legnagyobb mennyiségben előforduló biológiai molekula.
• a kitin, az emberszabásúak és puhatestűek vázának fő anyaga egy b 1->4 kötésű GlcNAc polimer.

Ezeknek a homopolimereknek az alapvető kémiai szerkezete az alábbiakban látható.

Homopoliszacharidok székkonformációkban

Glc b (1-4) Glc kapcsolat

A Glc-maradványokat nagy kémiai értelemben vagy glikogén vagy keményítő formájában tároljuk, ami egy nagy molekula. A kolligatív tulajdonságok áttekintése arról tájékoztatna, hogy ha az összes Glc-t monoszacharidként tárolnánk, akkor nagy ozmotikus nyomáskülönbség lenne a sejt külső és belső része között. Több értelme van annak, hogy a glikogén sokfelé elágazó lineáris polimerként létezik. Amikor a Glc-re szükség van, az összes elágazásból (a nem redukáló végeken) egy-egy maradékot lehasítanak, így rövid idő alatt nagy mennyiségű szabad Glc keletkezik.

A Phi/Psi szögek a keményítő/glikogén főláncra (az acetál O körül) is leírhatók a fehérjékhez (az alfa-szén körül) hasonló módon. A phi torziós szög az acetál láncszem C1-O kötése körüli forgást írja le, míg a psi szög ugyanezen acetál láncszem O-C4 kötése körüli forgást írja le, a glükopiranózgyűrűt merev rotátornak tekintve (akárcsak a 6 atomot a síkbeli peptidkötés egységben). A Glcn-polimer legnyúltabb formája akkor fordul elő, ha a glikozidos láncszem b1->4 (mint a cellulózban), amely lineáris láncokat alkot. A glikogén és a keményítő a 1->4 kapcsolt főlánca a lánc elfordulását okozza, és egy nagy spirált képez, amelybe jód (vagy I3-) illeszkedhet, ami a keményítőt lilává változtatja.

Jsmol:

Jsmol: Jsmol: Glikogén | Jsmol: Amilóz | Jsmol: Amylose-2 | Jsmol: Jsmol: Amilopektin I3-mal | Jsmol: Amilopektin | Jsmol: cellulóz

Sok poliszacharid ismétlődő diszacharid egységekből áll. Az agarózt, az (1–>3)-β-D-galaktopiranóz-(1 –> 4)-3,6-anhidro-α-L-galaktopiranóz ismétlődő diszacharid polimerjét gyakran használják nukleinsav-elektroforézis gélképző szilárd fázisaként és kromatográfiás gyöngyök összetevőjeként. A diszacharid ismétlődéseket tartalmazó poliszacharidok fő osztályába tartoznak a következő glikozaminoglikánok (GAG-ok), amelyek mindegyike egy aminocukrot tartalmaz az ismétlésben, és amelyekben az egyik vagy mindkét cukor negatív töltésű szulfát- vagy karboxilcsoportot tartalmaz. A szulfatáció mértéke és helyzete a GAG-ok között és azokon belül is nagymértékben változik.

Hialuronsav, a glükuronát (b 1->3) GlcNAc polimerje: Vízben oldódik, az ízületi folyadékban; gerinc a kötőfehérje és a GAG-ok

dermatán-szulfát, L-iduronát (b 1->3 ) GalNAc-4-szulfát

keratán-szulfát, D-Gal (b 1->4) GlcNAc-6-szulfát

kondrotin-szulfát, D-glükuronát (b 1->3) GalNAc-4 vagy 6-szulfát

heparin – D-glükuronát-2-szulfát (a 1->4) GlcNSulfo-6-szulfát

GAG-ok találhatók a szem üvegtestében és az ízületek ízületi folyadékában, valamint a kötőszövetekben, mint az inak, porcok stb. és a bőrben. Az extracelluláris mátrixban találhatók, és gyakran kovalensen kötődnek fehérjékhez, proteoglikánokat alkotva.

Ábra: Glikozaminoglikánok

Jmol: Heparin

.