Polizaharidele

Polizaharidele

Polizaharidele reprezinta organizarea macromoleculara a monozaharidelor. Ele sunt foarte mult raspandite in natura, mai ales in vegetale. Dintre polizaharide, celuloza reprezinta cea mai mare masa raspandita pe glob.

Polizaharidele indeplinesc roluri biochimice diferite:

de stocare a rezervelor de hidrati (amidonul si glicogenul)

de structura sau "de schelet", pentru conferire de rezistenta mecanica (chitina si celuloza);

"de recunoastere" (polizaharuri ale suprafetei celulare)

1. Amidonul

Reprezinta rezerva de polizaharuri a plantelor! In compozitia amidonului de deosebesc doua componente si anume:

amilaza (10-30%)

Este o   macromolecula neramificata, grad de polimerizare cca. 300-1200, forma cea mai probabila fiind cea de elice sau arc elicoidal, cu un gol de cca. 5Å si legaturi a -1,4- care permit mentinerea puterii reducatoare.

Amiloza este slab solubila in apa, dar formeaza suspensii micelare. In aceste suspensii forma elicoidala este pusa usor in evidenta prin faptul ca ea va fixa iodul in cavitatea formata, cu formarea unei coloratii albastre.

amilopectina (70-90%)

Este o macromolecula ramificata aproximativ la fiecare12 pana la al 30-lea membru  in lant, compusa fiind din lanturi de 24-30 resturi de glucoza, cu grad de polimerizare 6000-3600.

Legaturi 1,6 mentin proprietatilor reducatoare slabe datorate doar gruparilor din capete de lant. Catenele liniare contin legaturi a-(1,4), in timp ce legaturile din catenele ramificate sunt a-(1,6). Ramificarea mareste posibilitatile de atac la degradarea prin reactia de fosforilare.

2. Glicogen

Principala forma de stocare a polizaharidelor in organismul animal o constituie glicogenul. El se gaseste stocat in special in ficat (cca. 10% din masa acestuia) si in muschii scheletici (cca. 1-2% din masa musculara). Glicogenul prezent in ficat se prezinta sub forma granulara, continand molecule inalt ramificate, cu legaturi a la fiecare 8 - 10 unitati de glucoza. Greutatea moleculara medie se ridica la valori de cca. 10⁶. Glicogenul este mai solubil in apa, neformand coca cum se intampla in cazul amidonului. In reactie cu iodul duce la o coloratie rosie violeta, unele specii nu dau aceasta reactie. Ca structura, glicogenul se aseamana amidonului, mai precis amilopectinei din amidon, dar mai ramificat, catenele fiind mai scurte. Hidroliza glicogenului se poate face atat cu a- cat si b-amilaza, rezultand glucoza sau maltoza. Daca hidroliza este asistata de glicogen fosforilaza, o enzima prezenta in ficat si muschi, se formeaza glucoza-1-fosfatul.

3.Dextran

Dextranul reprezinta un alt membru important al familiei polizaharurilor de rezerva. Structura lui consta in unitati glucozidice legate prin legaturi a-(1,6), unitatea repetativa fiind izomaltoza si prezenta lanturilor ramificate Gradul de ramificare precum si lungimea lantului principal depind de specia care il produce.

Dextranul produs de o tulpina de Leucinostoc mesenteroides este utilizat drept inlocuitor de plasma sanguina.

Acumulari extracelulare de dextran se gasesc in plaga dentala, fiind produs de bacteriile care se gasesc la suprafata dintilor.

4. Celuloza

Cu toate ca polizaharurile de rezerva se aseamana cu cele de structura din punct de vedere al compozitie, proprietatile polizaharurilor de structura sunt complet diferite. Dintre aceste polizaharuri celuloza reprezinta cel mai raspandit polimer natural din lume. Celuloza este prezenta in peretii celulari ai aproape tuturor plantelor, fiind unul din componentele principale ale structurii si rezistentei fizice. In plante, apare sub forma unor fibre, intim amestecata cu alte polizaharide sau alte componente, extragerea ei din aceste compozite duce inevitabil si la o degradare, mai mult sau mai putin inaintata, a moleculelor de celuloza. Cea mai pura celuloza naturala o reprezinta firele de bumbac. Derivati ai celulozei au cucerit treptat piata confectiilor in special, de exemplu acetatii de celuloza, rezultati prin actiunea anhidridei acetice asupra celulozei in prezenta acidului sulfuric, constituind materie prima pentru obtinerea de material textil cu un tuseu extrem de placut, folosit pentru lenjerie intima, bluze, etc.

Din punct de vedere structural, celuloza este un homopolimer cu unitati de D-glucoza, ca si in cazul a-amilazei. Deosebirea structurala, care confera in fapt diferentierea proprietatilor, consta in faptul ca in molecula de glucoza legaturile dintre unitatile de D-glucoza sunt de tip b-(1,4) in timp ce in cazul a-amilazei de tip a-(1,4), asa cum se prezinta in imaginea de mai jos.

Aceasta structura duce la aparitia filamentelor aproape liniare de celuloza, care interactioneaza intre ele prin legaturi de hidrogen. Aceste interactiuni determina taria si rezistenta mecanica a fibrelor de celuloza.

Majoritatea animalelor, inclusiv omul, nu pot digera celuloza. Spre deosebirea de acestea, animalele rumegatoare precum bovinele, camilele, girafele care poseda in tractul digestiv bacterii capabile sa secrete enzime ca celulaza   sau celobiaza, sunt capabile sa metabolizeze celuloza printr-un proces fermentativ. La fel termitele sau unii viermi (de exemplu Teredo navalis) digera celuloza datorita faptului ca si ele poseda bacterii capabile sa formeze astfel de enzime.