B1. Polysackarider

Dessa innehåller många monosackarider i glykosidiska länkar och kan innehålla många grenar. De fungerar antingen som strukturella komponenter eller som energilagringsmolekyler. De vanligaste polysackariderna som består av enskilda monosackarider är:

• stärkelse (finns i växter). Det är en polymer av Glc kopplat i en huvudkedja genom en 1->4 länkar med en 1->6 grenar. Amylose är stärkelse utan grenar, medan amylopektin har grenar. Stärkekorn består av ca 20 % amylos och 80 % amylopektin.
• glykogen, den viktigaste CHO-lagringen hos djur. Muskel- och leverglykogen består av Glc-rester i a 1->4 länkar med många a 1->6 grenar (många fler grenar än i stärkelse). Polymeren syntetiseras på en proteinprimer som kallas glykogenin (G) och har en struktur som visas nedan (där endast 5 ringar av strukturen visas i stället för de faktiska 12. (Mel�ndez-Hevia et al. )
• dextran är en förgrenad polymer av glukos i en 1->6 länkar med en 1->4 grenar och används i Sephadex-kromatografipärlor.

• cellulosa, en strukturell Glc-polymer i växter, består av b 1->4 länkar. Den hålls samman av H-bindningar inom och mellan kedjorna. Det är den vanligaste biologiska molekylen i naturen.
• Kitin, den viktigaste substansen i exoskeletten hos människor och blötdjur, är en b 1->4-länkad polymer av GlcNAc.

De grundläggande kemiska strukturerna för dessa homopolymerer visas nedan.

Homopolysackarider i stolskonformationer

Glc b (1-4) Glc-länk

Det är kemiskt sett mycket logiskt att lagra Glc-rester som antingen glykogen eller stärkelse, som är en enda stor molekyl. En genomgång av colligativa egenskaper skulle informera dig om att om allt Glc lagrades som monosackarid skulle en stor osmotisk tryckskillnad finnas mellan cellens utsida och insida. Det är mer logiskt att glykogen existerar som en mångaförgrenad linjär polymer. När Glc behövs klyvs det en rest i taget från alla grenar (vid de icke-reducerande ändarna), vilket ger en stor mängd fritt Glc på kort tid.

Phi/Psi-vinklarna kan också beskrivas för stärkelse/glykogen-huvudkedjan (kring acetal O) på ett sätt som är jämförbart med det som gäller för proteiner (kring alfakolet). Phi-torsionsvinkeln beskriver rotationen kring C1-O-bindningen i acetallänken, medan psi-vinkeln beskriver rotationen kring O-C4-bindningen i samma acetallänk, där glukopyranosringen betraktas som en styv rotator (precis som de 6 atomerna i den plana peptidbindningsenheten). Den mest utsträckta formen av en Glcn-polymer uppstår när den glykosidiska länken är b1->4 (som i cellulosa), vilket bildar linjära kedjor. Den a 1->4 länkade huvudkedjan i glykogen och stärkelse gör att kedjan vänder sig och bildar en stor spiral, i vilken det kan passa jod (eller I3-), som gör stärkelse lila.

Jsmols:

Jsmol: Glykogen | Jsmol: Amylose | Jsmol: Amylose-2 | Jsmol: Amylopektin med I3- | Jsmol: Amylopektin | Jsmol: cellulosa

Många polysackarider består av upprepade dissacharidenheter. Agaros, en polymer av en disackaridrepetition av (1–>3)-β-D-galaktopyranos-(1 –> 4)-3,6-anhydro-α-L-galaktopyranos, används ofta som en gelerbar fast fas för elektrofores av nukleinsyror och som en komponent i kromatografipärlor. En viktig klass av polysackarider med dissacharidrepetitioner omfattar följande glykosaminoglykaner (GAG), som alla innehåller ett aminosocker i repetitionen och där ett eller båda sockerarterna innehåller negativt laddade sulfat- eller karboxylgrupper. Sulfaternas omfattning och position varierar kraftigt mellan och inom GAG:er.

hyaluronsyra, en polymer av glukuronat (b 1->3) GlcNAc: Vattenlöslig, i synovialvätska; Ryggrad för fästprotein och GAG

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

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

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

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

GAG:er finns i ögats glaskroppshumör och i synovialvätska i leder och i bindväv som senor, brosk etc. samt i hud. De finns i den extracellulära matrisen och är ofta kovalent bundna till proteiner för att bilda proteoglykaner.

Figur: Glykosaminoglykaner

Jmol: Heparin