عديدات السكاريد المتجانسة: الخصائص ، الهيكل ، الوظائف ، الأمثلة - مادة الاحياء - 2026

و homopolysaccharides أو homoglycans هي مجموعة من الكربوهيدرات المعقدة تصنف ضمن مجموعة من السكريات. وتشمل هذه جميع الكربوهيدرات التي تحتوي على أكثر من عشر وحدات من نفس النوع من السكر.

السكريات المتعددة هي جزيئات ضخمة أساسية تتكون من عدة مونومرات سكر (السكريات الأحادية) مرتبطة معًا بشكل متكرر بواسطة روابط جليكوسيدية. تمثل هذه الجزيئات الكبيرة أكبر مصدر للموارد الطبيعية المتجددة على وجه الأرض.

مثال على الوحدة الأساسية لعديد السكاريد المتماثل جلوكان (المصدر: Homopolysaccharide.svg: * Homopolysaccharide.jpg: Ccostellderivative work: Odysseus1479 (talk) المشتق: Odysseus1479 عبر ويكيميديا ​​كومنز)

من الأمثلة الجيدة على عديدات السكاريد المتجانسة النشا والسليلوز الموجود بكميات كبيرة في الأنسجة النباتية والحيوانية والجليكوجين.

تتكون عديدات السكاريد المتجانسة الأكثر شيوعًا والأكثر أهمية في الطبيعة من بقايا D-glucose ، ومع ذلك ، هناك عديدات السكاريد المتجانسة المكونة من الفركتوز والجالاكتوز والمانوز والأرابينوز وغيرها من السكريات أو مشتقات مماثلة من هذه.

إن هياكلها وأحجامها وأطوالها وأوزانها الجزيئية متغيرة للغاية ويمكن تحديدها حسب نوع السكاريد الأحادي الذي يتكون منها ، وبالروابط التي ترتبط بها هذه السكريات الأحادية مع بعضها البعض ووجود أو عدم وجود الفروع.

لها وظائف عديدة في الكائنات الحية التي توجد فيها ، من بينها احتياطي الطاقة وهيكل الخلايا والأجسام العيانية للعديد من النباتات والحيوانات والفطريات والكائنات الحية الدقيقة.

الخصائص والهيكل

بالنسبة لمعظم السكريات ، فإن السكريات المتجانسة هي بوليمرات حيوية متنوعة للغاية من حيث الوظيفة والهيكل.

إنها جزيئات كبيرة يعتمد وزنها الجزيئي الكبير بشكل أساسي على عدد المونومرات أو السكريات الأحادية التي تتكون منها ، ويمكن أن تختلف من عشرة إلى آلاف. ومع ذلك ، فإن الوزن الجزيئي غير محدد بشكل عام.

تتكون عديدات السكاريد المتجانسة الأكثر شيوعًا في الطبيعة من بقايا جلوكوز مرتبطة ببعضها البعض بواسطة روابط جلوكوزيدية من النوع α أو ، والتي تعتمد عليها وظيفتها بشكل كبير.

تسود روابط α-glucosidic في عديدات السكاريد المتجانسة الاحتياطية ، حيث يتم تحللها إنزيميًا بسهولة. من ناحية أخرى ، يصعب تحلل روابط β-glucosidic وهي شائعة في عديدات السكاريد المتجانسة الهيكلية.

خصائص المكونة للسكريات الأحادية

من الشائع في الطبيعة أن نجد أن عديدات السكاريد ، بما في ذلك عديدات السكاريد المتجانسة ، تتكون من مونومرات سكر يكون هيكلها دوريًا وحيث تكون إحدى ذرات الحلقة دائمًا تقريبًا ذرة أكسجين والأخرى عبارة عن كربون.

السكريات الأكثر شيوعًا هي السداسيات ، على الرغم من أنه يمكن أيضًا العثور على البنتوز وتختلف حلقاتها من حيث تكوينها الهيكلي ، اعتمادًا على السكريات التي تم النظر فيها.

تصنيف الكربوهيدرات

كما ذكرنا سابقًا ، تعد السكريات المتجانسة جزءًا من مجموعة السكريات ، وهي كربوهيدرات معقدة.

تشتمل السكريات المعقدة على السكريات الثنائية (اثنان من بقايا السكر مرتبطة ببعضها البعض عادة من خلال روابط جليكوسيدية) ، السكريات القليلة (ما يصل إلى عشرة بقايا سكر مرتبطة ببعضها البعض) والسكريات (التي تحتوي على أكثر من عشرة بقايا).

تنقسم السكريات ، وفقًا لتكوينها ، إلى عديدات السكاريد المتجانسة وعديدات السكاريد غير المتجانسة. تتكون عديدات السكاريد المتجانسة من نفس النوع من السكر ، في حين أن عديدات السكاريد المتجانسة عبارة عن مخاليط معقدة من السكريات الأحادية.

يمكن أيضًا تصنيف السكريات وفقًا لوظائفها وهناك ثلاث مجموعات رئيسية تشمل كل من عديدات السكاريد المتجانسة والسكريات غير المتجانسة: (1) الهيكلية ، (2) الاحتياطية أو (3) التي تشكل المواد الهلامية.

بالإضافة إلى الكربوهيدرات المعقدة ، توجد كربوهيدرات بسيطة ، وهي سكريات أحادية السكاريد (جزيء سكر واحد).

يمكن تحلل كل من عديدات السكاريد المتجانسة ، والسكريات غير المتجانسة ، والسكريات قليلة التعدد ، والسكريات الثنائية إلى مكوناتها المكونة للسكريات الأحادية.

المميزات

نظرًا لأن الجلوكوز هو جزيء الطاقة الرئيسي في الخلايا ، فإن عديدات السكاريد المتجانسة لهذا السكر مهمة بشكل خاص ليس فقط لوظائف التمثيل الغذائي الفورية ، ولكن أيضًا للاحتفاظ أو تخزين الطاقة.

في الحيوانات ، على سبيل المثال ، يتم تحويل السكريات المتجانسة الاحتياطية إلى دهون ، مما يسمح بتخزين كميات أكبر بكثير من الطاقة لكل وحدة كتلة وتكون أكثر "سائلة" في الخلايا ، مما يؤثر على حركة الجسم.

في الصناعة ، يتم استغلال عديدات السكاريد المتجانسة الهيكلية مثل السليلوز والكيتين على نطاق واسع لمجموعة متنوعة من الأغراض.

الورق والقطن والخشب هي الأمثلة الأكثر شيوعًا للاستخدامات الصناعية للسليلوز ، وينبغي أن تشمل هذه أيضًا إنتاج الإيثانول والوقود الحيوي من تخميرها و / أو تحللها بالماء.

يتم استخراج النشا وتنقيته من مجموعة متنوعة من النباتات ويستخدم لأغراض مختلفة ، سواء في مجال تذوق الطعام أو في تصنيع المواد البلاستيكية القابلة للتحلل الحيوي والمركبات الأخرى ذات الأهمية الاقتصادية والتجارية.

أمثلة

نشاء

النشا عبارة عن عديدات السكاريد المتجانسة القابلة للذوبان النباتية القابلة للذوبان والتي تتكون من وحدات D- الجلوكوز على شكل أميلوز (20٪) وأميلوبكتين (80٪). تم العثور على البطاطس والأرز والفاصوليا والذرة والبازلاء والدرنات المختلفة في الدقيق.

يتكون الأميلوز من سلاسل خطية من الجلوكوز D مرتبطة ببعضها البعض بواسطة روابط جلوكوزيدية من النوع α-1،4. يتكون الأميلوبكتين من سلاسل من الجلوكوز D مرتبطة بسندات α-1،4 ، ولكن له أيضًا فروع مرتبطة بسندات α-1،6 كل 25 بقايا جلوكوز تقريبًا.

الجليكوجين

عديد السكاريد الاحتياطي للحيوانات هو عديد السكاريد المتجانس المعروف باسم الجليكوجين. مثل النشا ، يتكون الجليكوجين من سلاسل خطية من الجلوكوز D مرتبطة ببعضها البعض بواسطة روابط α-1،4 المتفرعة للغاية بفضل وجود روابط α-1،6.

مقارنة بالنشا ، يحتوي الجليكوجين على فروع لكل عشرة (10) بقايا جلوكوز. هذه الدرجة من التفرع لها تأثيرات فسيولوجية مهمة على الحيوانات.

السليلوز

السليلوز هو عديد السكاريد الهيكلي غير القابل للذوبان ويشكل جزءًا أساسيًا من جدران خلايا الكائنات الحية النباتية. يتكون هيكلها من سلاسل خطية لبقايا D-glucose مرتبطة ببعضها البعض بواسطة روابط β-1،4 glucosidic بدلاً من روابط α-1،4.

بفضل وجود روابط في هيكلها ، فإن سلاسل السليلوز قادرة على تكوين روابط هيدروجينية إضافية مع بعضها البعض ، مما يخلق بنية صلبة قادرة على تحمل الضغط.

الكيتين

على غرار السليلوز ، فإن الكيتين عبارة عن عديد السكاريد الهيكلي غير القابل للذوبان ويتكون من وحدات متكررة من N-acetyl-glucosamine مرتبطة ببعضها البعض بواسطة روابط جلوكوزيدية من النوع β-1،4.

كما هو الحال مع السليلوز ، يوفر هذا النوع من الروابط الكيتين بخصائص هيكلية مهمة تجعله مكونًا مثاليًا للهيكل الخارجي للمفصليات والقشريات. كما أنه موجود في جدران الخلايا للعديد من الفطريات.

ديكستران

ديكستران هو عديد السكاريد المتجانس الموجود في الخميرة والبكتيريا. مثل كل الأنواع السابقة ، يتكون هذا أيضًا من D-glucoses ، ولكنه مرتبط في الغالب بواسطة روابط α-1،6.

من الأمثلة الشائعة على هذا النوع من السكريات هو الموجود خارج الخلية في بكتيريا لوحة الأسنان.

المراجع

1. اسبينال ، جي (1983). تصنيف السكريات. في السكريات (المجلد 2 ، ص 1-9). الصحافة الأكاديمية ، وشركة
2. كلايدن ، ج. ، جريفز ، إن ، وارين ، س ، و وذرز ، ب. (2001). الكيمياء العضوية (الطبعة الأولى). نيويورك: مطبعة جامعة أكسفورد.
3. Delgado، LL، & Masuelli، M. (2019). السكريات: المفاهيم والتصنيف. مجلة التطور في تكنولوجيا البوليمر ، 2 (2) ، 2-7.
4. Garrett، R.، & Grisham، C. (2010). الكيمياء الحيوية (الطبعة الرابعة). بوسطن ، الولايات المتحدة الأمريكية: بروكس / كول. سينجاج ليرنينج.
5. Huber ، KC ، & BeMiller ، JN (2018). الكربوهيدرات. في الكيمياء العضوية (ص 888-928). شركة Elsevier Inc.
6. يوركانيس برويس ، ب. (2003). الكيمياء العضوية. بيرسون.