POLYSACHARIDY

CHARAKTERISTIKA POLYSACHARIDŮ Jsou to nejrozšířenější sacharidy, patří mezi biopolymery (přírodní makromolekulární látky) Molekuly polysacharidů jsou složeny z více jak 10 monosacharidových jednotek Monosacharidové jednotky jsou spojeny navzájem glykosidovou vazbou Monosacharidové jednotky tvořící polysacharid mohou být: Stejného typu, homopolysacharidy Různého typu, heteropolysacharidy Stavební a zásobní látky rostlin i živočichů

VLASTNOSTI POLYSACHARIDŮ Některé rozpustné ve vodě, jiné v ní bobtnají a tvoří viskózní roztoky, další jsou nerozpustné Nemají redukční vlastnosti, protože glykosidické vazby vznikají mezi poloacetálovými hydroxyly Nemají sladkou chuť

ROZDĚLENÍ POLYSACHARIDŮ Sacharidy rozdělujeme podle jejich funkce v živých organismech na: STAVEBNÍ: celulosa, hemicelulosa, chitin, pektiny 2. ZÁSOBNÍ: škrob, glykogen

CELULOSA Nejrozšířenější stavební polysacharid rostlin Až 10 000 glukosových jednotek Skládá se výlučně z D-glukosových jednotek spojených do dlouhých nerozvětvených řetězců β(1 → 4) GLYKOSIDOVOU VAZBOU Lineární vlákna celulosy jsou navzájem silně poutána H-vazbami => velmi pevná a nerozpustná ve vodě Na rozdíl od škrobu a glykogenu zde b-glykosidová vazba! – organismy ji neumí štěpit (výjimka přežvýkavci – symbiosa s mikroorganismy) Působením minerálních kyselin se štěpí na D-glukosu Je odolná vůči alkáliím Enzymem celulasou se štěpí na disacharid cellobiosu Tvoří podíl na tzv. hrubé vláknině Řetězce celulosy jsou podstatou přírodních vláken (bavlna, len)

CELULOSA Získává se ze dřeva odstraňováním doprovodných složek (lignin, hemicelulosy atd.). Takto získaná tzv. buničina se používá v papírenském a textilním průmyslu. Acetáty celulosy jsou podstatou umělého hedvábí a celofánu.

CELULOSA Nitráty celulosy se užívají jako výbušniny (bezdýmný střelný prach), pohonné látky pro rakety a laky Z celulosy se vyrábí rovněž celuloid - v současnosti se z něj vyrábějí především pingpongové míčky (od letošního roku plastové???) kytarová trsátka. Nejvíc se celuloid proslavil u filmu a ve fotografii, ale byl nahrazen digitalizací.

CELULOSA

PEKTINY Lineární polysacharidy kyseliny galakturonové. Podílí na stavbě některých rostlinných pletiv. Jsou bohatě obsaženy hlavně v ovocných šťávách, a to zejména z nezralého ovoce. Zahříváním se sacharosou, případně v slabě kyselém prostředí rosolovatí - gelová struktura marmelád. Získávají se z mnohých surovin, zejména z moštu, malin, rybízu, řepných odřezků, mrkvových kořenů, jablek,.

CHITIN Strukturní polysacharid bezobratlých, vnější kostra (exoskelet) členovců (zejména v krovkách hmyzu, krunýři raků korýši), i v houbách Chemická odolnost, obtížná hydrolýza. Podobný celulose, obsahuje N, základ glukosamin (místo OH je –NH-CO-CH3)

Inulin Reservní polysacharid některých rostlin Složen z fruktosových jednotek Snáze stravitelný Vhodný pro diabetiky

ŠKROB V rostlinách – zásobní látka – kořeny, plody, semena (granule v cytoplazmě) Složka potravy Výroba z brambor (20% škrobu), kukuřice, obilných zrn (až 80%) Využití naškrobení prádla, na lepení, solamyl. Hydrolýzou škrobu dextriny (lepidla), pak maltosa, glukosa Hydrolýza enzym amylasa (sliny, střevo)

ŠKROB D-glukan, glykosidová vazba α(1,4), směs, nejednotná látka 10 až 20% amylosa – lineární, tvoří šroubovici, rozpustná ve vodě, jódem se barví modře. 80 až 90% amylopektin – nerozpustný, rozvětvení -další vazba α(1,6) na každé 25. jednotce Netvoří šroubovici – jódem se barví červenohnědě až fialově

ŠKROB – HISTORIE + POUŽITÍ Stopy lepidel připravených z pšeničného škrobu byly nalezeny na egyptských papyrech datovaných kolem roku 3 500 př. n. l. Rovněž staré čínské písemnosti se dochovaly na materiálech vyrobených pomocí škrobu. Taky v Evropě se používal po dlouhou dobu jako základní surovina pro výrobu pudrů, zásypů a při úpravě textilií. V současnosti se využívá škrob například na výrobu obalového papíru a lepenky, lepidel, sádrokartonových desek, je součástí doplňků výživy a tak dále.

ŠKROB - POUŽITÍ Díky obnovitelnému charakteru suroviny může škrob najít své použití i v řadě dalších výrobků. Jedním z těch velmi perspektivních je plast, který se uplatní jako kompostovatelný obalový materiál (nákupní tašky, sáčky na psí exkrementy atd.). Po svém použití se rozloží na skládce nebo kompostu. Taky se ověřují možnosti výroby biologicky odbouratelných mulčovacích fólií z kukuřičného škrobu. Takové plasty po upotřebení nezatěžují přírodu, ale vracejí se do koloběhu živin v půdě – na rozdíl od současných plastových obalů. Např. v USA byl použit škrob k výrobě plastů na sendviče jako náhrada doposud používaných polystyrenových „lastur“. Dokonce se ověřují možnosti nahrazovat škrobovým ekvivalentem PET lahve.

Glykogen Rezervní polysacharid savců, „živočišný škrob“ D – glukan, odštěpuje se glukosa-fosfát Rozvětvenější než amylopektin (větvení na každé cca 7.jednotce), vazby α(1,4) a α(1,6) V lidských játrech (až 1/5 hmotnosti jejich sušiny), svaly (až 1%), mozek Je rozpustný ve vodě, jodem se téměř nebarví

Inulin Reservní polysacharid některých rostlin Složen z fruktosových jednotek Snáze stravitelný Vhodný pro diabetiky

Homoglykany Amylosa D-glc-p α(1,4) 50 000 rostliny (škrob) Amylopektin α(1,4); /α(1,6)/ 500 000 až 1 milion Glykogen 1 až 15 milionů živočichové, plísně Celulosa β(1,4) 300 až 500 tisíc rostliny (buněčná stěna) Laminarin D-glc-p /manitol/ ß(1,3); /β(1,6)/ 5 000 mořské řasy Dextran α(1,6); /α(1,4), α(1,3), α(1,2) několik milionů bakterie Inulin D-fru-f /D-glc-p/ β(1,2) rostliny (zásobní l. - např. hvězdnicovité) Levan β(2,6) 10 milionů bakterie, lipnicovité Manan D-man-p 100 000 rostliny Xylan D-xyl-p 10 000 Araban L-ara-f α(1,5); /α(1,3)/ 6 000 Chitin D-glcNAc-p 200 000 houby, hmyz Pektin D-galUA-p Heteroglykany Agarosa D-gal-p, L-gal-p, 3,6-anhydro-L-gal-p, sulfátové skupiny β(1,4), α(1,3) řasy (složka agaru) Alginová kyselina D-manUA-p, L-gulUA-p β(1,4), β(1,4) 12 až 120 tisíc hnědé řasy, mikroorganismy Hyaluronová kyselina D-glcUA-p, D-glcNAc-p β(1,4), β(1,3) 200 až 500 tisíc živočichové Chondroitinová sírová kyselina D-glcUA-p, D-galNAc-p, sulfátové skup. 250 tisíc Heparin D-glcUA-p-2-sulfát, D-glcN-p-N-sulfonát α(1,4), α(1,4) 16 000 živočichové (inhibitor srážení krve)

Složené sacharidy - obsahují cukernou a necukernou složku Nukleozidy – pentóza + dusíkatá báze (součást DNA a RNA) Aminopolysacharidy (mukopolysacharidy) kyselina hyaluronová – váže na sebe vodu → v rosolovitém stavu (ve sklivci, v kloubní tekutině) kyselina chondroitinsírová – v chrupavkách heparin - brání přeměně protrombinu na trombin - tedy srážení krve), v játrech, svalech , krvi, …

Aminopolysacharidy (mukopolysacharidy) Heparin – antitrombinový účinek, snižuje srážlivost krve. Vázaný na bílkoviny v prokrvených orgánech (játra, plíce, ledviny, stěny tepen). Komerční přípravky – rozpouštění krevních sraženin. Složitější struktura. (D-glukorono-2-sulfát + N-sulfo-D-glukosamin-6-sulfát) Chondroitin – 4 sulfát – chrupavky (D-glukoronová kyselina + N-acetyl-D-galaktosamin – 4-sulfát)

Aminopolysacharidy (mukopolysacharidy) Kyselina hyaluronová – váže v organismu vodu, tlumí nárazy – v sklivci, kloubní tekutině, chrupavky, pupeční šňůra. (Kyselina glukoronová + N – acetyl-D-glukosamin) A další látky - hlenové sekrety dýchacího, zažívacího traktu, pojivové tkáně – chrupavky a šlachy

AGAR Přírodní polysacharid (lineární polymer galaktózy). Vyrábí se z červených mořských řas rodů Floridae a Gelidium. Používá se jako živné médium pro kultivaci mikroorganismů a rostlin. V potravinářství se agar používá k ochucování, jako stabilizátor i zahušťovací prostředek . Agar je součástí cukrárenských želé, je schopno vytvářet tzv. vysoké vrstvy želé, která dobře drží tvar při krájení.

http://en.wikipedia.org/wiki/Agar#/media/File:Agarplate_redbloodcells_edit.jpg http://commons.wikimedia.org/wiki/Category:Gelidium_elegans eva.elgra.net/Skola/Chemie/06_07/09_Polysacharidy.ppt orko.cz/Biologie 2010/Biopolymery09.ppt