The heteropolysaccharides atau heteroglycans adalah kumpulan karbohidrat kompleks diklasifikasikan dalam kumpulan polisakarida, termasuklah semua karbohidrat yang terdiri daripada lebih daripada 10 unit monosakarida jenis gula.
Sebilangan besar heteropolysaccharides yang disintesis secara semula jadi biasanya hanya mengandungi dua monosakarida yang berbeza. Sementara itu, heteropolysaccharides sintetik umumnya mempunyai tiga atau lebih unit monosakarida yang berbeza.
Contoh unit asas heteropolysaccharide (Sumber: Ccostell via Wikimedia Commons)
Heteropolysaccharides adalah makromolekul yang memenuhi fungsi penting untuk hidup. Mereka terdiri daripada pelbagai monomer gula (monosakarida) yang berbeza, dihubungkan berulang-ulang oleh ikatan glikosidik dari pelbagai jenis.
Di antara karbohidrat kompleks yang sering dijumpai di alam adalah hemiselulosa, pektin, dan agar-agar, dan kebanyakannya adalah polisakarida yang mempunyai kepentingan komersial bagi industri makanan.
Dalam konteks perubatan, heteropolysaccharides yang paling banyak dikaji adalah tisu penghubung, kumpulan darah, yang berkaitan dengan glikoprotein seperti γ-globulin dan glikolipid yang melapisi neuron pada sistem saraf pusat.
Selama bertahun-tahun dan dengan kemajuan saintifik, teknik yang berbeza telah dikembangkan untuk kajian heteropolysaccharides, yang secara amnya melibatkan penguraian mereka ke dalam monosakarida konstituennya dan analisis individu mereka.
Teknik pemisahan ini berbeza untuk setiap karbohidrat dan bergantung pada ciri fizikal dan kimia setiap karbohidrat. Walau bagaimanapun, kromatografi adalah teknik yang paling banyak digunakan untuk analisis heteropolysaccharides.
Ciri dan struktur
Heteropolysaccharides adalah polimer linear atau bercabang yang terdiri daripada unit berulang dua atau lebih monosakarida yang berbeza. Perlu diambil kira bahawa monosakarida ini mungkin atau mungkin tidak dalam perkadaran yang sama.
Heteropolysaccharides mempunyai struktur yang kompleks, dengan topologi yang bercabang umumnya dan, dalam keadaan asalnya, mereka mempunyai morfologi yang tidak simetri dan agak amorf.
Unit berulang yang membentuk heteropolysaccharides (monosakarida, disakarida, atau oligosakarida) dihubungkan bersama oleh ikatan α- atau β-glukosidik. Di unit-unit ini, adalah perkara biasa untuk mengamati pengubahsuaian atau penggantian seperti kumpulan metil dan asetil dan lain-lain, terutama di cawangan.
Selanjutnya, perkaitan molekul tertentu dengan heteropolysaccharides dapat memberikan muatan bersih yang terakhir, yang mempunyai fungsi fisiologi penting dalam pelbagai jenis sel.
Karbohidrat bakteria
Heteropolysaccharides mikroba terdiri daripada unit berulang tiga hingga lapan monosakarida yang boleh linier atau bercabang. Mereka umumnya terdiri daripada monosakarida D-glukosa, D-galaktosa dan L-rhamnose dalam bahagian yang berbeza.
Fucose, mannose, ribose, fruktosa, monosakarida dan monosakarida diganti dengan gliserol dan lain-lain dapat diperoleh, walaupun pada tahap yang lebih rendah.
ciri-ciri
Biasanya, heteropolysaccharides berfungsi sebagai sokongan ekstraselular untuk organisma semua kerajaan, dari bakteria hingga manusia. Gula ini, bersama dengan protein berserat, adalah komponen terpenting dari matriks ekstraselular pada haiwan dan lamina perantaraan pada tumbuhan.
Heteropolysaccharides sering dijumpai bersama protein untuk membentuk proteoglikan, glycosaminoglycans, dan bahkan mucopolysaccharides. Ini melakukan pelbagai fungsi, dari mengatur penyerapan air, bertindak sebagai sejenis "simen" selular dan berfungsi sebagai pelincir biologi, antara lain.
Heteropolysaccharides dalam tisu penghubung mempunyai kumpulan asid dalam strukturnya. Ini bertindak sebagai jambatan antara molekul air dan ion logam. Heteropolysaccharide yang paling biasa dalam tisu ini adalah asid uronik dengan penggantian sulfat.
Proteoglikan dapat ditemukan sebagai unsur struktur membran plasma, bertindak sebagai inti dalam penerimaan rangsangan pada permukaan membran sel dan merangsang mekanisme tindak balas dalaman.
Globulin adalah glikoprotein yang merupakan sebahagian daripada sistem kekebalan tubuh banyak haiwan dan mendasarkan sistem pengiktirafannya pada bahagian heteropolysaccharides yang terdapat pada lapisan terluarnya.
Heparins mempunyai fungsi antikoagulan dan merupakan mucoglacans yang menggunakan disakarida dengan substituen sulfat untuk mengurangkan muatan negatifnya dan mengganggu penyatuan antara trombin dan platelet, yang pada gilirannya, mengikat pengikatan antithrombin dan menonaktifkan prothrombins.
Contoh
Hemiselulosa
Istilah ini merangkumi sekumpulan heteropolysaccharides yang merangkumi monosakarida seperti glukosa, xylose, mannose, arabinose, galactose, dan pelbagai asid uronik dalam strukturnya. Walau bagaimanapun, struktur yang paling biasa adalah polimer linier xilana dan xiloglikan yang dihubungkan oleh ikatan β-1,4.
Heteropolisakarida ini sangat banyak terdapat di dinding sel tumbuhan. Mereka juga larut dalam larutan alkali pekat dan beberapa jenis membentuk bentuk fibrillar di mana ia bertindak sebagai agen penyekat pada tisu tumbuhan.
Pektin
Pektin adalah polisakarida dari lapisan tengah antara dinding sel asal primer pada tumbuhan. Komponen utamanya adalah asid D-galakturonik yang dihubungkan oleh ikatan α-D-1,4, di mana beberapa karboksil dapat diesterifikasi dengan kumpulan metil.
Gula jenis ini mempunyai keupayaan untuk berpolimerisasi dengan mudah bersentuhan dengan metil ester dan gula lain seperti galaktosa, rabbinose, dan rhamnose. Mereka digunakan secara meluas dalam industri makanan untuk memberikan ketegasan pada beberapa produk seperti jem, kompot dan gula-gula getah.
Heparin
Ini adalah antikoagulan yang dihasilkan dalam darah dan di pelbagai organ seperti paru-paru, ginjal, hati dan limpa haiwan. Ini terdiri daripada 12 hingga 50 ulangan asid D-glukuronik atau asid L-iduronik dan N-asetil-D-glukosamin. Heparins adalah polisakarida dari jenis glikosaminoglikan dengan muatan negatif yang kuat.
Heparin sangat penting dalam industri dan diperoleh secara buatan dari kejuruteraan genetik pada bakteria atau secara semula jadi dari paru-paru lembu atau mukosa usus babi.
Asid hyaluronik
Ini adalah salah satu ubat yang paling banyak digunakan dalam industri estetik sebagai pelincir kerana sifatnya yang likat, elastik dan reologi. Ia digunakan sebagai pelincir mata, penyerap kejutan pada sendi dan untuk melambatkan proses penuaan, kerana mengurangkan aktiviti sel dalam kitaran sel.
Ia adalah polimer yang tergolong dalam kumpulan glikosaminoglikan dan terdiri daripada asid D-glukuronik dan N-asetil-D-glukosamin, dihubungkan bersama oleh ikatan β-1,3. Ia terdapat di hampir semua sel prokariotik dan eukariotik, terutamanya pada tisu penghubung dan kulit haiwan.
Rujukan
- Delgado, LL, & Masuelli, M. (2019). Polisakarida: Konsep dan Pengelasan. Evolusi dalam Jurnal Teknologi Polimer, 2 (2), 2–7.
- Huber, KC, & BeMiller, JN (2018). Karbohidrat. Dalam Kimia Organik (hlm. 888-928). Elsevier Inc.
- Davison, E. (1999). Ensiklopedia Britannica. Diakses pada 14 Ogos 2019, dari www.britannica.com/science/carbohydrate/
- Huber, KC, & BeMiller, JN (2018). Karbohidrat. Dalam Kimia Organik (hlm. 888-928). Elsevier Inc.
- Universiti Maine. (nd). Diakses pada 14 Ogos 2019, dari www.umaine.edu