GLUCANS: ISTRAKTURA, KATANGIAN AT PAG-ANDAR - BIOLOGY - 2026

Ang mga glucans ay marahil ang pinaka-masaganang mga karbohidrat sa biosoffer. Karamihan sa mga bumubuo ng cell pader ng bakterya, halaman, lebadura, at iba pang mga buhay na organismo. Ang ilan ay bumubuo ng mga reserbang sangkap ng mga vertebrates.

Ang lahat ng mga glucans ay binubuo ng isang uri ng pag-uulit ng monosaccharide: glucose. Gayunpaman, ang mga ito ay matatagpuan sa isang mahusay na iba't ibang mga form at may isang mahusay na iba't ibang mga pag-andar.

Isang halimbawa ng karaniwang mga bono sa B-glucans (Pinagmulan: Jatlas2 / Public domain sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Ang pangalang glucan ay may pangunahing pinagmulan mula sa salitang Greek na "glykys", na nangangahulugang "matamis." Ang ilang mga aklat-aralin ay tumutukoy sa mga glucans bilang mga non-cellulosic polymers na binubuo ng mga molekula ng glucose na naka-link sa pamamagitan ng β 1-3 na mga bono (kapag sinasabing "non-cellulosic", ang mga bahagi ng cell wall ng mga halaman ay hindi kasama mula sa pangkat na ito) .

Gayunpaman, ang lahat ng mga polysaccharides na binubuo ng glucose, kabilang ang mga bumubuo sa cell wall ng mga halaman, ay maaaring maiuri bilang mga glucans.

Maraming mga glucans ang kabilang sa mga unang compound na ihiwalay mula sa iba't ibang mga form sa buhay upang pag-aralan ang mga physiological effects na mayroon sila sa mga vertebrates, lalo na sa immune system ng mga mamalya.

Istraktura

Ang mga glycans ay may medyo simpleng komposisyon, sa kabila ng mahusay na pagkakaiba-iba at pagiging kumplikado ng mga istruktura na maaaring matagpuan sa kalikasan. Ang lahat ay malalaking polimer ng glucose na naka-link sa pamamagitan ng mga glycosidic bond, ang madalas na mga bono ay α (1-3), β (1-3) at β (1-6).

Ang mga asukal na ito, tulad ng lahat ng mga saccharides na mayroong glucose bilang kanilang batayan, ay panimula na binubuo ng tatlong uri ng mga atom: carbon (C), hydrogen (H) at oxygen (O), na bumubuo ng mga istruktura ng siklik na maaaring pagsamahin. oo na bumubuo ng isang kadena.

Karamihan sa mga glucans ay binubuo ng mga tuwid na tanikala, ngunit ang mga naroroon na mga sanga ay nauugnay sa mga ito sa pamamagitan ng mga bono ng glucosidic ng α (1-4) o α (1-4) na uri na pinagsama sa mga bono ng α (1-6).

Mahalagang banggitin na ang karamihan sa mga glucans na may "α" na bono ay ginagamit ng mga nabubuhay na nilalang bilang suplay ng enerhiya, nagsasalita ng metaboliko.

Ang mga glucans na may pinakamataas na proporsyon ng "β" na mga bono ay mas istruktura na karbohidrat. Ang mga ito ay may mas mahigpit na istraktura at mas mahirap masira sa pamamagitan ng pagkilos na mekanikal o enzymatic, kaya hindi sila palaging nagsisilbing mapagkukunan ng enerhiya at carbon.

Mga uri ng mga glucans

Ang mga macromolecule na ito ay nag-iiba ayon sa anomalikong pagsasaayos ng mga yunit ng glucose na bumubuo sa kanila; ang posisyon, uri at bilang ng mga sanga na sumali sa kanila. Ang lahat ng mga variant ay naiuri sa tatlong uri ng mga glucans:

- β-glucans (selulusa, lichenine, cymosan o zymosan, atbp.)

Ang istrukturang kemikal ng zymosan

- α, β-glucans

- α-glucans (glycogen, almirol, dextran, atbp.)

Kemikal na istraktura ng dextran

Ang α, β-Glucans ay kilala rin bilang "mixed glucans", dahil pinagsama nila ang iba't ibang uri ng mga bono ng glucosidic. Mayroon silang mga pinaka kumplikadong istruktura sa loob ng mga karbohidrat at sa pangkalahatan ay may mga istraktura na mahirap ihiwalay sa mas maliit na chain ng karbohidrat.

Karaniwan, ang mga glucans ay may mataas na mga molekular na timbang ng mga compound, na may mga halaga na nag-iiba sa pagitan ng libu-libo at milyun-milyong mga dalton.

Mga katangian ng Glucan

Ang lahat ng mga glucans ay may higit sa 10 mga molekula ng glucose na magkasama at ang pinaka-karaniwang ay upang mahanap ang mga compound na ito na nabuo ng daan-daang o libu-libong mga residue ng glucose na bumubuo ng isang solong kadena.

Ang bawat glucan ay may espesyal na pisikal at kemikal na katangian, na nag-iiba depende sa komposisyon at sa kapaligiran kung saan ito matatagpuan.

Kapag ang mga glucans ay nalinis ay wala silang anumang kulay, aroma o panlasa, bagaman ang paglilinis ay hindi masyadong tumpak upang makakuha ng isang solong nakahiwalay na solong molekula at lagi silang nasusukat at pinag-aralan "humigit-kumulang", dahil ang pagbubukod ay naglalaman ng maraming iba't ibang mga molekula.

Ang mga glycans ay matatagpuan bilang mga hom- o heteroglycans.

- Ang mga homoglycans ay binubuo ng isang uri lamang ng anomalya ng glucose

- Ang mga Heteroglycans ay binubuo ng iba't ibang mga anomalya ng glucose.

Karaniwan sa mga heteroglycans, kapag natunaw sa tubig, upang mabuo ang mga suspensyon ng colloidal (mas madaling mawala ang mga ito kung sila ay napapailalim sa init). Sa ilang mga kaso, ang pagpainit sa kanila ay gumagawa ng inayos na mga istruktura at / o mga gels.

Ang unyon sa pagitan ng mga nalalabi na bumubuo sa pangunahing istraktura ng mga glucans (ang polimer) ay nangyayari salamat sa mga bono ng glucosidic. Gayunpaman, ang istraktura ay nagpapatatag sa pamamagitan ng mga "hydrostatic" na pakikipag-ugnayan at ilang mga bono ng hydrogen.

Halimbawa ng pagbubuklod ng glycosidic sa Glycogen (Pinagmulan: Glykogen.svg-NEUROtikerderivative-work-Marek-M-Public-domain sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Mga Tampok

Ang mga Glucans ay maraming nalalaman na mga istraktura para sa mga nabubuhay na cells. Sa mga halaman, halimbawa, ang kumbinasyon ng mga bono ng β (1-4) sa pagitan ng mga molekulang β-glucose ay nagkukumpirma ng malaking kabiguan sa dingding ng cell ng bawat isa sa kanilang mga cell, na bumubuo kung ano ang kilala bilang cellulose.

Ang istruktura ng cellulose (Pinagmulan: Vicente Neto / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0) sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Tulad ng sa mga halaman, sa bakterya at fungi, ang isang network ng mga hibla ng glucan ay kumakatawan sa mga molekula na bumubuo sa matibay na pader ng cell na pinoprotektahan ang lamad ng plasma at ang cytosol na matatagpuan sa loob ng mga cell.

Sa mga hayop na vertebrate ang pangunahing molekula ng reserba ay glycogen. Ito ay isang glucan na nabuo ng maraming mga residue ng glucose na paulit-ulit na naka-link, na bumubuo ng isang chain, na mga sanga sa buong istraktura.

Kadalasan, ang glycogen ay synthesized sa atay ng lahat ng mga vertebrates at isang bahagi ay naka-imbak sa mga tisyu ng mga kalamnan.

Glycogen, ang 'starch' ng mga hayop (Pinagmulan: Mikael Häggström / Public domain, sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Sa madaling sabi, ang mga glucans ay hindi lamang may mga istrukturang pag-andar, mahalaga rin sila mula sa isang punto ng view ng imbakan ng enerhiya. Anumang organismo na mayroong enzymatic apparatus upang masira ang mga bono at paghiwalayin ang mga molekula ng glucose upang magamit ang mga ito bilang "fuel" ay gumagamit ng mga compound na ito upang mabuhay.

Mga aplikasyon sa industriya

Ang mga Glucans ay malawakang ginagamit sa industriya ng pagkain sa buong mundo, dahil mayroon silang iba't ibang mga katangian at karamihan ay hindi nakakalason na epekto para sa pagkonsumo ng tao.

Maraming makakatulong na patatagin ang istraktura ng pagkain sa pamamagitan ng pakikipag-ugnay sa tubig, paglikha ng mga emulsyon o gels na nagbibigay ng higit na pagkakapareho sa ilang mga paghahanda sa pagluluto. Ang isang halimbawa ay maaaring maging almirol o mais.

Ang mga artipisyal na lasa sa pagkain ay karaniwang produkto ng pagdaragdag ng mga sweetener, na karamihan sa mga ito ay binubuo ng mga glucans. Kailangang dumaan ang mga matinding kundisyon o mahabang panahon upang mawala ang kanilang mga epekto.

Ang mataas na punto ng pagtunaw ng lahat ng mga glucans ay nagsisilbi upang maprotektahan ang marami sa mga mababang temperatura na sensitibo sa mga pagkain. Ang mga molekula ng tubig na "sequester" ng Glucans at pinipigilan ang mga kristal ng yelo mula sa pagsira sa mga molekula na bumubuo sa iba pang mga bahagi ng pagkain.

Bukod dito, ang mga istraktura na nabuo ng mga glucans sa pagkain ay hindi mababago, iyon ay upang sabihin na sa pamamagitan ng pagtaas o pagbawas ng temperatura sa loob ng pagkain, mababawi nila ang kanilang lasa at pagkakayari sa naaangkop na temperatura.

Mga Sanggunian

1. Di Luzio, NR (1985, Disyembre). I-update ang mga immunomodulate na aktibidad ng mga glucans. Sa mga seminar sa Springer sa immunopathology (Tomo 8, No. 4, pp. 387-400). Springer-Verlag.
2. Nelson, DL, & Cox, MM (2015). Lehninger: mga prinsipyo ng biochemistry.
3. Novak, M., & Vetvicka, V. (2009). Ang mga Glucans bilang mga modifier ng pagtugon sa biyolohikal. Mga Endocrine, Metabolic & Immune Disorder-Drug Target (Dating Kasalukuyang Mga Target ng Gamot-Immune, Endocrine & Metabolic Disorder), 9 (1), 67-75.
4. Synytsya, A., & Novak, M. (2014). Ang pagsusuri ng istruktura ng mga glucans. Mga tala ng medikal na pang-translate, 2 (2).
5. Vetvicka, V., & Vetvickova, J. (2018). Glucans at cancer: Paghahambing ng Komersyal na Magagamit na β-glucans - Bahagi IV. Pananaliksik ng anticancer, 38 (3), 1327-1333.