Oligosackarides egenskaper, sammansättning, funktioner, typer

De oligosackarider (Från det grekiska, Oligo = lite; ogräs = socker) är molekyler sammansatta av två till tio avfall av förenade monosackarider av glykosidbindningar. Oligosackarider kommer från en mängd olika matkällor, såsom mjölk, tomater, banan, brunt socker, lök, korn, soja, råg och vitlök.

Inom livsmedels- och jordbruksindustrin har mycket uppmärksamhet ägnats åt oligosackarider för deras tillämpning som prebiotika, icke -allvarliga, gynnsamma ämnen tack vare den selektiva stimuleringen av tillväxten och aktiviteten hos bakterier i kolon.

Källa: Pixabay.com

Dessa prebiotika erhålls från naturliga källor eller genom polysackaridhydrolys. Oligosackariderna i växter är glukos oligosackarider, galaktos oligosackarider och sackaros oligosackarider, den senare är den vanligaste av alla.

Oligosackarider kan också förenas till proteiner och bilda glykoproteiner, vars viktinnehåll sträcker sig mellan 1% och 90%. Glykoproteiner har en viktig roll i celligenkänning, lektinförening, extracellulär matrisbildning, virala infektioner, mottagande-sustratoigenkänning och antigena determinanter.

Glykoproteiner har en variabel sammansättning av kolhydrater, som kallas mikroheterogenitet. Karakteriseringen av kolhydraternas struktur är ett av målen för glycomics.

[TOC]

Egenskaper

Oligosackariderna, såsom de andra kolhydraterna, består av monosackarider som kan vara ketosas (med en keto -grupp) och aldos (med en aldehydgrupp). Båda typerna av sockerarter har många hydroxylgrupper, det vill säga de är polyhydroxylerade ämnen, vars alkoholgrupper kan vara primära eller sekundära.

Strukturen för monosackariderna som utgör oligosackariderna är cyklisk och kan vara av Piranosa eller furanosa -typ. Till exempel är glukos en aldosa vars cykliska struktur är en piranosa. Medan fruktos är en zea vars cykliska struktur är en furan.

Alla monosackarider som utgör oligosackariderna har konfigurationen D för glyceraldehyden. På grund av detta är glukos en D-glukopoparan och fruktos. Konfigurationen kring anomeriska kol, C1 av glukos och C2 i fruktos, bestämmer alfa- eller betakonfigurationen.

Den anomera gruppen av ett socker kan kondensera med en alkohol för att bilda länkar a- och p-Glukosider.

Icke -tårbara oligosackarider (OND) har konfiguration p, som inte kan hydrolyseras av matsmältningsenzymerna i tarmen och saliv. De är emellertid känsliga för hydrolys på grund av kolonbakterier enzymer.

Sammansättning

De flesta oligosackarider har mellan 3 och 10 monosackaridrester. Ett undantag är Inulin, som är en OND som har mycket mer än 10 monosackaridavfall. Ordet rest hänvisar till det faktum att när en glykosidbindning bildas, mellan monosackarider, är det eliminering av en vattenmolekyl.

Oligosackaridernas sammansättning beskrivs senare i avsnittet om huvudtyper av oligosackarider.

Funktioner

De vanligaste disackariderna såsom sackaros och laktos är en energikälla, i form av adenosit -trfosfat (ATP).

Det finns en långvarig ökning av publicerade vetenskapliga artiklar om hälsoegenskaperna hos Ond As Prebiotics.

Några av OND -funktionerna som är prebiotika är att främja tillväxten av könsbakterier Bifidobakterier och minska kolesterol. Ond fungerar som konstgjorda sötningsmedel, har en roll i osteoporos och i kontrollen av diabetes mellitus 2, främjar tillväxten av tarmmikroflora.

Dessutom har egendom tillskrivits OND.

Grabbar

Oligosackariderna kan delas upp i vanliga och sällsynta oligosackarider. De förstnämnda är disackarider, såsom sackaros och laktos. Sekunderna har tre eller fler rester av monosackarider och finns mest i växter.

Kan tjäna dig: Entic nervsystem

Oligosackariderna som finns i naturen skiljer sig åt i monosackariderna som komponerar dem.

På detta sätt finns det följande oligosackarider: fruktooligosackarider (FOS), galatooligosackarider (GOS); laktulooligosackarider härrörande från galatooligosackarider (LDGO); Xilooligosaccharider (XOS); Arabinooligosaccharider (AOS); Marina algerderivat (ADMO).

Andra oligosackarider är pektin-härledda syror (PAO), metalloligosackarider (MOS), cyklodextrinas (CD), isomalt-oligosackarider (IMO) och oligosackarider av människa (HMO).

Ett annat sätt att klassificera oligosackariderna är att separera dem i två grupper: 1) primära oligosackarider, som finns i växter, och är indelade i två typer baserade på glukos och sackaros; 2) Sekundära oligosackarider som bildas av primära oligosackarider.

Primära oligosackarider är de som är syntetiserade från mono-U oligosacardid. Exempel sackaros.

Sekundära oligosackarider är de bildade In vivo antingen In vitro Genom stora oligosackarider hydrolys, polysackarider, glykoproteiner och glykolipider.

Disaccharides

Den vanligaste disackariden i växter är sackaros, bildad av glukos och fruktos. Ditt systematiska namn är ANTINGEN-a-D-glukopiranosil- (1-2)-p-D-fruktofuranosido. Eftersom C1 i glukos och C2 i fruktos deltar i glykosidbindningen är sackaros inte ett minskande socker.

Laktos består av galaktos och glukos och är bara i mjölk. Dess koncentration varierar från 0 till 7% beroende på däggdjursarter. Det systematiska namnet på laktos ANTINGEN-p-D-galatopiranoil- (1-4) -D-glukopiranosa.

Huvudolosackarider

FructooligosaCarides (FOS)

Termen fruktooligosackarid används ofta för 1^F(1-p-dfructofuranosil)_n-sackaros, var n Det är 2 till 10 enheter av fruktos. Till exempel bildar två fruktosenheter 1-Destosa; Tre enheter Form 1-Nistosa; och fyra enheter från 1-FRUCTOFURANOSYL-NISTOSA.

Fos är lösliga och något söta fibrer, de bildar geler, uppvisar resistens mot enzymer involverade i matsmältningen såsom alfa-amylas, sacaas och maltas. De finns i spannmål, frukt och grönsaker. De kan också extraheras från olika källor genom enzymatiska reaktioner.

Bland hälsofördelarna är förebyggande av tarminfektioner och luftvägarna, öka immunsystemets svar, stimulera tillväxten av arter av arter Laktobaciller och Bifidobakterier, och öka absorptionen av mineraler.

Galatooligosaccharides (GOS)

Galctooligosackarider kallas också transghalactools. Generellt sett kan GOS -molekyler representeras som: gal ^X(TJEJ)_n ^OCH GLC.

Där gal är galaktos och n är länken p-1.4 som går med i galaktosavfall. Formeln indikerar också det p-Galactosidasas syntetiserar också andra länkar: p-(1-3) och p-(1-6).

Goss produceras från laktos genom en transgatorktosilering katalyserad av p-galaktosidaser. Däggdjursmjölk är en naturlig källa till GOS. GOS främjar tillväxten av bifidobakterier.

Goss produceras kommersiellt med namnet Oligomate 55, som är beredd på p-Galactosidasas de Aspergillus oryzae och Streptoccocus themophilus. Den innehåller 36% av TRI, tetra-, penta- och hexa-galakto-oligosackarider, 16% av galaktosyl-glukos och galaktosyl-galaktos-disackarider, 38% av monosackarider och 10% laktos.

Även om sammansättningen av Goss, kommersiellt producerad, kan variera beroende på ursprunget till p-Galactosidase de använder. Frieslandcampina och Nissin Sugar -företag använder enzymer från Bacilluscirkulationer och Cryptococcus laurentii, respektive

Bland fördelarna med konsumtion av GOS är omarrangemanget av tarmflora, regleringen av tarmimmunsystemet och förstärkningen av tarmbarriären.

Laktfria, tagatous och acidolaktobioniska oligosackarider kan också erhållas från laktos, med hjälp av oxyduktaser.

Xilooligosaccharides (XOS)

XO: erna består av enheter av Xilosa United av länkar p-(1-4). Polymeriza mellan två och tio monosackarider. Vissa XO: er kan ha arabinyl-, acetyl- eller glucoronilskäl.

Kan tjäna dig: peptidoglycan: syntes, struktur, funktioner

Xoss produceras enzymatiskt genom xylano -hydrolys från björkbark, havre, hjärta eller icke -redigerad del av majs. Xoss används främst i Japan, under godkännande av Foshu (mat för specifik hälsoanvändning).

Feruloils xylogosackarider eller oligosackarider finns i vetebröd, kornskal, mandelskal, bambu och hjärta, en icke -ätbar del av majs. XOS kan extraheras genom enzymatisk Xilanos -nedbrytning.

Dessa oligosackarider har egenskapen att minska totalt kolesterol hos patienter med typ 2 -diabetes mellitus, koloncancer. De är bifidogena.

Arabinooligosaccharides (AOS)

År erhålls genom hydrolysen av arabinansk polysackarid som har länkar a-(1-3) och a- (1-5) av L-arabinofuranosa. Det arabinära är närvarande i Arabinan, Arabinagalactanos eller Arabino Xilanos, som är komponenter i växternas cellvägg. Typ av årslänk beror på källan.

År minskar inflammation hos patienter med ulcerös kolit, stimulerar också tillväxten av Bifidobakterium och Laktobacillus.

Isomalt-oligosackarider (IMO)

IMO -strukturen består av glykosilavfall förenat till maltos eller isomalt a-(1-6), att vara den vanligaste raffinösa och stillastående.

IMO produceras i branschen under namnet Isomalto-900, som består av inkubering a-amylas, pulrulanas och a-Glukosidas med majsstärkelse. De viktigaste oligosackariderna i den resulterande blandningen är isomaltos (Glu a-1-6 Glu), isomaltriosa (Glu a-1-6 Glu a-1-6 Glu) och panosa (Glu a-1-6 Glu a-1-4 Glu).

Bland hälsofördelarna är minskningen av kväveprodukter. De har en antidiabetisk effekt. Lipidmetabolismen förbättras.

Prebiotiska tillämpningar i koloncancer

Det uppskattas att 15% av de faktorer som påverkar utseendet på denna sjukdom har att göra med livsstil. En av dessa faktorer är diet, det är känt att kött och alkohol ökar risken för utseendet på denna sjukdom, medan en diet rik på fiber och mjölk minskar den.

Det har visats att det finns en nära relation mellan metaboliska aktiviteter av tarmbakterier och tumörbildning. Den rationella användningen av prebiotika är baserad på observationen att bifidobakterier och laktobacilus inte producerar cancerframkallande föreningar.

Många studier har genomförts i djurmodeller och mycket få hos människor. Hos människor, liknande djurmodeller, visades det att prebiotisk konsumtion ger den betydande minskningen av kolonceller och genotoxicitet och ökar tarmbarriärens funktion.

Prebiotiska tillämpningar vid tarmens inflammatoriska sjukdom

Inflammatorisk tarmsjukdom kännetecknas av okontrollerad inflammation i mag -tarmkanalen. Det finns två relaterade tillstånd, nämligen: Crohns sjukdom och ulcerös kolit.

Med hjälp av djurmodeller av ulcerös colitit visades det att användningen av bred spektrumantibiotika förhindrar utvecklingen av sjukdomen. Det är viktigt att lyfta fram att mikrobiota hos friska individer skiljer sig från de individer som lider av tarmens inflammatoriska sjukdom.

På grund av detta finns det ett särskilt intresse att använda prebiotika för att minska det inflammatoriska tillståndet. Studier som genomfördes i djurmodeller visade att konsumtionen av FOS och Inulin avsevärt minskar de proinflammatoriska immunmarkörerna för djur.

Oligosackarider i glykoproteiner

Blodplasmaproteiner, många mjölk- och äggproteiner, mucinas, bindvävskomponenter, vissa hormoner, omfattande plasmamembranproteiner och många enzymer är glykoproteiner (GP). I allmänhet har oligosackarid i GP i genomsnitt 15 enheter monosackarider.

Kan tjäna dig: Cytogenetics: Historia, vilka studier, tekniker, applikationer

Oligosackarider är kopplade till proteiner efter länkar N-glukosidicos u ANTINGEN-glykosid. Unionen N-glucosidic, consists of the formation of a covalent bond between the N-acetyl-glucosamine (glcnac) and the nitrogen of an amida group of the amino acid asparagine (ASN) residue, which is commonly found as ASN-X-series or as- X-thr.

Proteinglykosylering, protein oligosackaridesunion, proteinbiosyntes sker samtidigt. De exakta stegen i denna process varierar med identiteten hos glykoproteiner, men alla n-united oligosackarider har en pentapéptide med strukturen: GLCNACp (1-4) GLCNACp (1-4) MAN [manα (1-6)]₂.

Unionen ANTINGEN-Glykosid, består av föreningen av disackarid p-Galactosyl- (1-3)-a-N-Acetylgalaktosamin till OH -gruppen av en serin (varelse) eller en treonin (THR). Oligosackariderna ANTINGEN-United varierade i storlek, till exempel kan nå upp till 1000 enheter av disackarider i proteoglykaner.

Funktion av oligosackarider i glykoproteiner

Kolhydratkomponenten i GPS reglerar många processer. Till exempel i interaktionen mellan spermier och ägglossning under befruktningen. Den mogna ägglossningen är omgiven av ett extracellulärt skikt, kallad ett pelukidområde (ZP). Mottagaren på ytan av spermierna känner igen oligosackariderna fästa vid ZP, som är en GP.

Interaktionen mellan spermierreceptorn med ZP -oligosackarider resulterar i frisättning av proteaser och hyaluronidaser. Dessa enzymer löser upp ZP. På detta sätt kan spermierna penetrera ägglossningen.

Ett andra exempel är oligosackarider som antigena determinanter. Antigenerna i ABO -blodgrupperna är oligosackarider av glykoproteiner och glykolipider på ytan av en individs celler. Individer med typ A-celler har antigener på sin cellyta och transporterar anti-B-antikroppar i blodet.

Individer med B-celler bär antigen B och transporterar anti-A-antikroppar. Individer med AB-typ har antigen A och B och har inte anti-A eller anti-B-antikroppar.

Typ O-individer har celler som inte har något antigen och har anti- och myrantikroppar. Denna information är nyckeln till förverkligandet av blodtransfusioner.

Referenser

1. Belerkar, s. TILL., Gupta, a. K. 2016. Oligosackarider: välsignelse från naturens skrivbord. Amb Express, 6, 82, doi 10.1186/S13568-016-0253-5.
2. Eggleston, g., Côté, g. L. 2003. Oligosackarider i mat och jordbruk. American Chemical Society, Washington.
3. Gänzle, m.G., Foller, r. 2012. Metabolism av oligosackarider och stärkelse i Lactobacilli: En recension. Frontiers in Microbiology, doi: 10.3389/fmicb.2012.00340.
4. Kim, s.K. 2011. Chitin, kitosan, oligosackaridider och deras derivat biologiska aktiviteter och tillämpningar. CRC Press, Boca Raton.
5. Liptak, a., Szurmai, Z., Fügedi, s., Harangi, J. 1991. CRC -handbok av oligosackarider: Volym III: Högre oligosackarider. CRC Press, Boca Raton.
6. Moreno, f. J., Sanz, m. L. Mat oligosackarider: produktion, analys och bioaktivitet. Wiley, Chichester.
7. Mussatto, s. Yo., Mancilha, jag. M. 2007. Icke-smälta oligosackarider: en recension. Kolhydratpolymerer, 68, 587-597.
8. Nelson, D. L., Cox, m. M. 2017. Lehninger principer för biokemi. W. H. Freeman, New York.
9. Oliveira, D. L., Wilbey, a., Grandison. TILL. S., Roseiro, l. B. Mjölk oligosackarider: en recension. International Journal of Dairy Technology, 68, 305-321.
10. Rastall, R. TILL. 2010. Funktionella oligosackarider: applicering och tillverkning. Årlig översyn av matvetenskap och teknik, 1, 305-339.
11. Sinnott, m. L. 2007. Kolhydratkemi och biokemi struktur och mekanism. Royal Society of Chemistry, Cambridge.
12. Stick, r. V., Williams, s. J. 2009. Kolhydrater: livets väsentliga molekyler. Elsevier, Amsterdam.
13. Tomasik, s. 2004. Kemiska och funktionella egenskaper hos livsmedelssackcharid. CRC Press, Boca Raton.
14. Voet, D., Voet, j. G., Pratt, C. W. 2008. Fundamentals of Biochemistry - Life på molekylnivå. Wiley, Hoboken.