Glukans struktur, egenskaper och funktioner

De Glukaner De är kanske de vanligaste kolhydraterna i biosfären. De flesta utgör cellväggen i bakterier, växter, jästar och andra levande organismer. Vissa utgör ryggradsreservämnen.

Alla glukaner består av en typ av monosackarid som upprepas: glukos. Dessa kan emellertid hittas i en stor mångfald av former och med en mängd olika funktioner.

Ett exempel på vanliga länkar i B-Glucanos (källa: Jatlas2 / allmän domän via Wikimedia Commons)

Glukans namn har sitt huvudsakliga ursprung för det grekiska ordet "Glykys", Vilket betyder" söt ". Vissa läroböcker hänvisar till glukaner som icke-cellulosapolymerer som bildas av glukosmolekyler kopplade till ß 1-3-bindningar (som säger "icke-cellulosa" utesluts från denna grupp till dem som är en del av cellväggen i växterna).

Men alla polysackarider som består av glukos, inklusive de som utgör cellväggen i växter kan klassificeras som glukaner.

Många glukaner var en del av de första föreningarna som isolerades från olika livsstilar för att studera de fysiologiska effekterna de hade på ryggradsdjur, särskilt på immunsystemet hos däggdjur.

[TOC]

Strukturera

Glukaner har en relativt enkel sammansättning, trots den stora mångfalden och komplexiteten hos strukturer som finns i naturen. Alla är stora glukospolymerer förenade av glukosidiska länkar, de vanligaste fackföreningarna är a (1-3), ß (1-3) och ß (1-6).

Dessa sockerarter, som alla saccharrider som har glukosbas, består i grunden av tre typer av atomer: kol (C), väte (H) och syre (O), som bildar cykliska strukturer som kan förenas mellan JA och bildar en kedja.

De flesta glukaner består av linjära kedjor, men de som presenterar konsekvenser binder till dessa genom glukosidiska länkar a (1-4) eller a (1-4) i kombination med a (1-6) länkar (1-6).

Kan tjäna dig: Flora och Fauna of Tabasco: Mer representativa arter

Det är viktigt att nämna att de flesta glukaner med "α" -länkar används av levande varelser som energiförsörjning, metaboliskt sett.

Glukaner som har en större andel "ß" -länkar är ganska strukturella kolhydrater. Dessa har en styvare struktur och är svårare att bryta med mekanisk eller enzymatisk verkan, så de fungerar inte alltid som en källa till energi och kol.

Typer av glukaner

Dessa makromolekyler varierar beroende på den anomeriska konfigurationen av glukosenheterna som komponerar dem; Positionen, typen och antalet förgreningar som förenas. Alla varianter har klassificerats i tre typer av glukaner:

- Ss-glukanerna (cellulosa, flytande, cymosan eller zimosano, etc.)

Kemisk struktur i zimano

- Α, ß-glukans

- A-glukanerna (glykogen, stärkelse, dextran, etc.)

Kemisk struktur av dextran

Α, ß-glukaner är också kända som "blandade glukaner", eftersom de kombinerar olika typer av glukosidiska länkar. De har de mest komplexa strukturerna inom kolhydrater och har vanligtvis svåra strukturer att separera i mindre kolhydratkedjor.

Generellt sett är glukaner föreningar med hög molekylvikt, med värden som varierar mellan tusentals och miljoner dalton.

Glukansegenskaper

Alla glukaner har mer än 10 glukosmolekyler kopplade till varandra och de vanligaste är att hitta dessa föreningar bildade av hundratals eller tusentals glukosavfall som bildar en enda kedja.

Varje glukan har speciella fysiska och kemiska egenskaper, som varierar beroende på deras sammansättning och miljö där de finns.

När glukanerna renas har de ingen färg, arom eller smak, även om rening aldrig är så exakt att de får en enda isolerad unik molekyl och alltid kvantifieras och studeras "ungefär", eftersom de isolerade innehåller flera olika molekyler.

Kan tjäna dig: Stabilisatorval: Vad är och exempel

Glukaner kan hittas som homoglukaner eller heteroglucanos.

- Homoglukaner består av en enda typ av glukosanomer

- Heteroglucanos bildas av olika glukosanomerer.

Det är vanligt för heteroglucanos, när de är upplöst i vatten, bildar kolloidala suspensioner (de upplöstes lättare om de utsätts för värme). I vissa fall produceras när//eller gelstrukturer.

Föreningen mellan avfallet som bildar huvudstrukturen för glukaner (polymeren) inträffar tack vare glukosidiska länkar. Strukturen stabiliseras emellertid genom "hydrostatiska" interaktioner och några vätebroar.

Glykosidbindningsexempel i glykogen (källa: glykogen.SVG-NeurotKerrivative-Work-Marek-m-Public-Domain via Wikimedia Commons)

Funktioner

Glukaner är mycket mångsidiga strukturer för levande celler. I växter, till exempel, ger kombinationen av p (1-4) bindningar mellan p-glukosmolekylerna stor styvhet till cellväggen i var och en av dess celler och bildar det som kallas cellulosa.

Cellulosa Structure (källa: Vicente Net/CC av (https: // Creativecommons.Org/licenser/av/4.0) via Wikimedia Commons)

Liksom i växter, i bakterier och svampar representerar en ram för glukanfibrer molekylerna som utgör den styva cellväggen som skyddar plasmamembranet och cytosol som finns i cellerna i cellerna.

I ryggradsdjur är huvudreservmolekylen glykogen. Detta är en glukan som bildas av många förenade glukosrester som bildar en kedja, som är grenad längs strukturen.

Generellt syntetiseras glykogen i levern av alla ryggradsdjur och en del lagras i muskler vävnader.

Glycogen, "stärkelse" av djur (källa: Mikael Hägström / allmän domän, via Wikimedia Commons)

Sammanfattningsvis har glukaner inte bara strukturella funktioner, utan är också viktiga ur kraftlagringssynpunkt. Varje organisme som har den enzymatiska anordningen för att försämra länkarna och separera glukosmolekyler för att använda dem eftersom "bränsle" använder dessa föreningar för att överleva.

Det kan tjäna dig: Interspecifika relationer: Typer och exempel

Branschapplikationer

Glukaner används ofta i livsmedelsindustrin runt om i världen, eftersom de har mycket varierande egenskaper och de flesta har inga toxiska effekter för mänsklig konsumtion.

Många hjälper till att stabilisera matens struktur genom att interagera med vatten, skapa emulsioner eller geler som ger större konsistens för vissa kulinariska beredningar. Ett exempel kan det vara stärkelse eller majsstärkelse.

De konstgjorda smakerna av mat är vanligtvis produkten av tillägg av sötningsmedel som för det mesta består av glukaner. Dessa måste gå igenom mycket extrema eller långa perioder för att förlora sina effekter.

Den höga smältpunkten för alla glukaner tjänar till att skydda många av föreningarna som är känsliga för låga mattemperaturer. Glukaner "kidnappar" vattenmolekyler och förhindrar iskristaller från att bryta molekylerna som utgör de andra delarna av maten.

Dessutom är strukturerna som bildas av glukaner i mat termorreversibla, det vill säga genom att öka eller minska temperaturen i maten kan de återvinna sin smak och struktur vid rätt temperatur.

Referenser

1. Säg luzio, n. R. (1985, december). Uppdatering av glukans immunmoduleringsaktiviteter. I Springer seminarier i immunopatologi (Vol. 8, nej. 4, sid. 387-400). Kabell.
2. Nelson, D. L., & Cox, M. M. (2015). Lehninger: Principer för biokemi.
3. Novak, m., & Vetvicka, V. (2009). Glukaner som biologiska svarsmodifierare. Endokrina, metaboliska och immunstörningar-läkemedelsmål (tidigare nuvarande läkemedelsmål -imne, endokrina och metaboliska störningar), 9 (1), 67-75.
4. Synytsya, a., & Novak, m. (2014). Strukturell analys av gluchaner. Annals of Translational Medicine, 2 (2).
5. Vetvicka, V., & Vetvickova, J. (2018). Glukaner och cancer: Jämförelse av CommercialLA tillgängliga ß-glukans-par IV. Anticancer Research, 38 (3), 1327-1333.