B1. Polizaharidele

Acestea conțin multe monosacaride în legături glicozidice și pot conține multe ramificații. Ele servesc fie ca componente structurale, fie ca molecule de stocare a energiei. Cele mai frecvente polizaharide formate din monosacaride simple sunt:

• amidonul (se găsește în plante). Este un polimer de Glc legat într-un lanț principal prin 1->4 legături cu 1->6 ramificații. Amiloza este amidonul fără ramificații, în timp ce amilopectina are ramificații. Granulele de amidon sunt alcătuite din aproximativ 20% amiloză și 80% amilopectină.
• Glicogen, principalul depozit de CHO la animale. Glicogenul din mușchi și ficat constă din reziduuri de Glc în legături a 1->4 cu o mulțime de ramuri a 1->6 (mult mai multe ramuri decât în amidon). Polimerul este sintetizat pe o amorsă proteică numită glicogenină (G) și are o structură prezentată mai jos (în care sunt reprezentate doar 5 inele ale structurii în loc de cele 12 reale. (Mel�ndez-Hevia et al. )
• dextranul este un polimer ramificat al glucozei în 1->6 legături cu 1->4 ramificații și este utilizat în bilele de cromatografie Sephadex.

• celuloza, un polimer structural al Glc din plante, este format din b 1->4 legături. Este ținut împreună prin legături H intra și inter lanț. Este cea mai abundentă moleculă biologică din natură.
• chitina, substanța principală din exoscheletele antropodelor și moluștelor, este un polimer de GlcNAc cu legături b 1->4.

Structurile chimice de bază ale acestor homopolimeri sunt prezentate mai jos.

Homopolizaharidele în conformații de scaun

Glc b (1-4) Legătura Glc

Este foarte logic din punct de vedere chimic să stocăm reziduurile Glc fie sub formă de glicogen, fie sub formă de amidon, care este o moleculă mare. O trecere în revistă a proprietăților colligative v-ar informa că, dacă tot Glc-ul ar fi stocat sub formă de monosacaridă, s-ar găsi o mare diferență de presiune osmotică între exteriorul și interiorul celulei. Este mai logic ca glicogenul să existe sub forma unui polimer liniar cu multe ramificații. Când este nevoie de Glc, acesta este scindat câte un reziduu din toate ramurile (la capetele nereducătoare), producând o cantitate mare de Glc liber într-un timp scurt.

Unghiurile Phi/Psi pot fi, de asemenea, descrise pentru lanțul principal al amidonului/glicogenului (în jurul acetalului O) într-un mod comparabil cu cel pentru proteine (în jurul carbonului alfa). Unghiul de torsiune phi descrie rotația în jurul legăturii C1-O a legăturii acetalice, în timp ce unghiul psi descrie rotația în jurul legăturii O-C4 a aceleiași legături acetalice, inelul glucopiranozei fiind considerat ca un rotator rigid (la fel ca cei 6 atomi din unitatea de legătură peptidică plană). Forma cea mai extinsă a unui polimer Glcn apare atunci când legătura glicozidică este b1->4 (ca în cazul celulozei), care formează lanțuri liniare. Lanțul principal legat a 1->4 al glicogenului și amidonului face ca lanțul să se întoarcă și să formeze o spirală mare, în care poate încăpea iodul (sau I3-), care transformă amidonul în violet.

Jsmoli:

Jsmol: Glicogen | Jsmol: Amiloză | Jsmol: Amiloză-2 | Jsmol: Amilopectină cu I3- | Jsmol: Amilopectină | Jsmol: celuloză

Multe polizaharide constau din unități disacaridice repetitive. Agaroza, un polimer al unei dizaharide repetate de (1–>3)-β-D-galactopiranoză-(1 –> 4)-3,6-anhidro-α-L-galactopiranoză, este adesea utilizată pentru o fază solidă gelabilă pentru electroforeza acidului nucleic și ca o componentă a perlelor de cromatografie. O clasă majoră de polizaharide cu repetiții disacaridice include următorii glicozaminoglicani (GAG), toți care conțin un aminozahar în repetiție și în care unul sau ambele zaharuri conțin grupări sulfat sau carboxil cu sarcină negativă. Gradul și poziția sulfatării variază foarte mult între și în cadrul GAG-urilor.

Acid hialuronic, un polimer de Glucuronat (b 1->3) GlcNAc: solubil în apă, în lichidul sinovial; coloana vertebrală pentru proteina de atașare și GAG-uri

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

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

sulfat de condrotină, D-glucuronat (b 1->3) GalNAc-4 sau 6-sulfat

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

GAG se găsesc în umoarea vitroasă a ochiului și în lichidul sinovial al articulațiilor, precum și în țesutul conjunctiv, cum ar fi tendoanele, cartilajele etc., dar și în piele. Ei se găsesc în matricea extracelulară și sunt adesea legați covalent de proteine pentru a forma proteoglicani.

Figură: Glicozaminoglicani

Jmol: Heparină