다당류 : 특성, 구조, 분류, 예 - 생물학 - 2025

다당류 종종 글리 칸 호출은 개별 당 (단당류)의 10 부에 의해 형성된 고분자의 화학적 화합물이다. 즉, 그들은 글리코 시드 결합을 통해 서로 연결된 단당류 중합체입니다.

이들은 자연에서 매우 흔한 분자로, 모든 생명체에서 발견되며, 다양한 기능을 수행하며, 그 중 다수는 아직 연구 중입니다. 그들은 지구상에서 재생 가능한 천연 자원의 가장 큰 원천으로 간주됩니다.

호모 다당류 인 셀룰로오스의 구조 (출처 : http://www.monografias.com/trabajos46/celulosa-madera/celulosa-madera2.shtml / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa) /4.0) Wikimedia Commons를 통해)

예를 들어, 식물 세포의 벽은 생물권에서 가장 풍부한 다당류 중 하나 인 셀룰로오스로 구성됩니다.

포도당이라고 불리는 단당류의 반복 단위로 구성된이 화합물은 식물의 구조를 유지하는 기능 외에도 수천 가지 미생물, 곰팡이 및 동물의 음식으로 사용됩니다.

인간은 시간이 지남에 따라 실용적인 목적으로 셀룰로오스를 활용했습니다. 그는면을 사용하여 옷을 만들고 나무의 "펄프"를 사용하여 종이를 만드는 등의 작업을 수행했습니다.

식물에 의해 생산되고 인간에게 매우 중요한 또 다른 매우 풍부한 다당류는 전분입니다. 왜냐하면 그것은 탄소와 에너지의 주요 공급원 중 하나이기 때문입니다. 그것은 곡물의 곡물, 괴경 등에 있습니다.

다당류의 특성

-매우 높은 분자량의 거대 분자입니다.

-주로 탄소, 수소, 산소 원자로 구성

-구조적으로나 기능적으로 매우 다양합니다.

-식물, 동물, 박테리아, 원생 동물, 곰팡이 등 지구상의 거의 모든 생명체에 존재합니다.

-일부 다당류는 물에 잘 녹고 다른 다당류는 용해되지 않으며 일반적으로 구조에 가지의 존재 여부에 따라 다릅니다.

-에너지 저장, 세포 통신, 세포 및 조직의 구조적 지원 등에서 작동합니다.

-가수 분해는 일반적으로 개별 잔류 물 (단당류)을 방출합니다.

-그들은 많은 당 단백질, 당지질 등의 탄수화물 부분과 같이 더 복잡한 거대 분자의 일부로 찾을 수 있습니다.

구조

처음에 논의했듯이 다당류는 글루코 시드 결합을 통해 서로 연결된 10 개 이상의 당 또는 단당류 잔기로 구성된 폴리머입니다.

그것들은 매우 다양한 분자이지만 (가능한 구조 유형은 무한히 다양합니다), 다당류의 구조에서 발견되는 가장 일반적인 단당류는 5 탄당과 6 탄당, 즉 각각 탄소 원자가 5 개와 6 개인 당입니다.

상이

이러한 거대 분자의 다양성은 이들을 구성 할 수있는 다른 당 외에도, 각 당 잔기가 푸라 노스 또는 피 라노스 (탄소 원자가 5 개 및 6 개인 당만)의 두 가지 다른 고리 형태 일 수 있다는 사실에 있습니다.

또한, 글리코 시드 결합은 α- 또는 β- 배열 일 수 있으며, 이것이 충분하지 않은 것처럼 이러한 결합의 형성은 인접한 잔기에서 하나 이상의 히드 록 실기 (-OH)의 치환을 포함 할 수 있습니다.

그들은 또한 분지 사슬을 가진 당, 하나 이상의 하이드 록실 그룹이없는 당 (-OH) 및 6 개 이상의 탄소 원자를 가진 당, 그리고 단당류의 다른 유도체 (공통 여부에 관계없이)에 의해 형성 될 수 있습니다.

선형 및 분 지형 다당류의 그래픽 표현 (출처 : jphwang / Public domain, via Wikimedia Commons), Raquel Parada Puig 수정

선형 사슬 다당류는 일반적으로 단단하거나 유연하지 않은 구조에서 더 잘 포장되고 물에 잘 녹지 않으며, 물에 잘 녹고 수용액에서 "풀 같은"구조를 형성하는 분 지형 다당류와는 대조적입니다.

다당류의 분류

다당류의 분류는 일반적으로 자연 발생을 기반으로하지만 화학 구조에 따라 분류하는 것이 점차 보편화되고 있습니다.

많은 저자들은 다당류를 분류하는 가장 좋은 방법은이를 구성하는 당의 유형에 기반을두고 있다고 생각합니다. 이에 따라 두 개의 큰 그룹이 정의되어 있습니다 : 호모 다당류와 이종 다당류의 그룹.

호모 폴리 사카 라이드 또는 호 모글리 칸

이 그룹에는 동일한 당 또는 단당류 단위로 구성된 모든 다당류가 포함됩니다. 즉, 동일한 유형의 당의 단일 중합체입니다.

가장 단순한 동종 다당류는 모든 설탕 잔류 물이 동일한 유형의 화학 결합을 통해 연결된 선형 형태를 가진 것입니다. 셀룰로오스가 좋은 예입니다. β 결합으로 연결된 포도당 잔기로 구성된 다당류입니다 (1 → 4).

그러나 더 복잡한 호모 다당류가 있으며 선형 사슬에 여러 유형의 결합을 가지고 있고 심지어 가지를 가질 수도 있습니다.

본질적으로 매우 흔한 호모 다당류의 예는 반복되는 포도당 단위로 구성된 셀룰로오스, 글리코겐 및 전분입니다. 이 그룹에는 포도당 유도체 인 N- 아세틸-글루코사민의 반복 단위로 구성된 키틴도 포함됩니다.

다음으로는 프 럭탄 (과당 단위로 구성됨), 펜 토산 (아라비 노스 또는 자일 로스로 구성됨) 및 펙틴 (갈락토스에서 파생 된 갈 락투 론산 유도체로 구성됨)과 같이 문헌에서 덜 인기가 있습니다.

헤테로 다당류 또는 헤테로 글리 칸

반면에이 그룹 내에서 2 개 이상의 다른 유형의 당으로 구성된 모든 다당류는 분류됩니다. 즉, 이들은 다른 당의 이종 중합체입니다.

가장 단순한 헤테로 다당류는 두 개의 서로 다른 당 잔기 (또는 당의 유도체)에 의해 형성되며, 이는 (1) 동일한 선형 사슬에 있거나 (2) 하나가 주 선형 사슬을 형성하고 다른 하나가 측쇄를 형성 할 수 있습니다.

그러나 2 가지 이상의 고분 지형 또는 당질 잔기로 구성된 헤테로폴리 사카 라이드도있을 수 있습니다.

이러한 분자의 대부분은 단백질 또는 지질과 결합하여 동물 조직에 매우 풍부한 당 단백질 및 당지질을 형성합니다.

헤테로 다당류의 매우 일반적인 예는 히알루 론산과 같은 점액 다당류의 일부이며 동물 사이에 널리 분포하고 N- 아세틸 -D- 글루코사민 잔기에 연결된 글루 쿠 론산 잔기로 구성된 것들입니다.

모든 척추 동물에 존재하는 연골은 또한 풍부한 헤테로 다당류, 특히 글루 쿠 론산과 N- 아세틸 -D- 갈 락토 사민의 반복 단위로 구성된 콘드로이틴 설페이트를 가지고 있습니다.

명명법에 대한 일반적인 사실

다당류는 일반적인 용어 인 글리 칸으로 명명되므로 가장 정확한 명명법은 이름, "모당"의 접두사 및 "-ano"의 끝을 지정하는 데 사용됩니다. 예를 들어, 포도당 단위를 기반으로하는 다당류를 글루칸이라고 부를 수 있습니다.

다당류의 예

본문 전체에서 우리는 의심 할 여지없이이 큰 거대 분자 그룹을 나타내는 가장 일반적인 예를 인용했습니다. 다음으로, 우리는 그들 중 일부를 조금 더 개발하고 똑같이 중요한 다른 것들을 언급 할 것입니다.

글리코겐과 셀룰로오스, 두 개의 다당류 (출처 : Sunshineconnelly at en.wikibooks / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/2.5) via Wikimedia Commons, modified by Raquel Parada Puig)

셀룰로오스 및 키틴

포도당 잔기 중합체 인 셀룰로오스는 키틴과 함께 지구상에서 가장 풍부한 중합체 중 하나 인 N- 아세틸-글루코사민 잔기 중합체입니다.

키틴 분자

전자는 식물 세포를 덮는 벽의 기본 부분이고 후자는 곤충과 곤충을 포함하여 믿을 수 없을 정도로 다양하고 풍부한 무척추 동물 인 균류의 세포벽과 절지 동물의 외골격에 있습니다. 예를 들어, 갑각류.

두 호모 다당류는 인간뿐만 아니라 생물권의 모든 생태계에 똑같이 중요합니다. 먹이 사슬의 기저에있는 유기체의 구조적 부분을 형성하기 때문입니다.

글리코겐과 전분

다당류는 여러 기능 중 에너지 저장 물질로 사용됩니다. 전분은 식물에서 생산되고 글리코겐은 동물에서 생산됩니다.

둘 다 포도당 잔기로 구성된 호모 다당류로, 서로 다른 글리코 시드 결합을 통해 연결되어 매우 복잡한 패턴으로 수많은 가지를 나타냅니다. 일부 단백질의 도움으로 두 가지 유형의 분자가 더 조밀 한 과립을 형성 할 수 있습니다.

전분은 아밀로오스와 아밀로펙틴의 두 가지 다른 포도당 중합체로 구성된 복합체입니다. 아밀로스는 α 결합 (1 → 4)으로 연결된 포도당 잔기의 선형 고분자이며, 아밀로펙틴은 α 결합 (1 → 6)을 통해 아밀로오스에 결합하는 분 지형 고분자입니다.

감자 세포의 전분 곡물. 출처 : Ganymede / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

반면에 글리코겐은 α 결합 (1 → 4)으로 연결된 포도당 단위의 중합체이며 α 결합 (1 → 6)으로 연결된 수많은 가지가 있습니다. 이것은 전분보다 훨씬 많은 수의 가지를 가지고 있습니다.

글리코겐의 구조

헤파린

헤파린은 황산염 기와 관련된 글리코 사 미노 글리 칸입니다. 이는 글루 쿠 론산 단위로 구성된 헤테로 다당류로, 대부분이 에스테르 화되어 있으며, α (1 → 4) 결합으로 연결된 6- 탄소에 추가 황산염 기가있는 N- 글루코사민 술 페이트 단위입니다.

헤파린의 구조. 이미지 출처 : Jü / CC0

이 화합물은 일반적으로 항응고제로 사용되며 일반적으로 심장 마비 및 불안정한 협심증 치료를 위해 처방됩니다.

기타 다당류

식물은 검 및 기타 접착제 또는 유화 화합물을 포함하여 복잡한 헤테로 다당류가 풍부한 많은 물질을 생산합니다. 이러한 물질은 종종 글루 쿠 론산 및 기타 당의 중합체가 풍부합니다.

박테리아는 또한 여러 번 자신을 둘러싼 환경으로 방출되는 이종 다당류를 생산하는데, 이것이 엑소 다당류로 알려진 이유입니다.

이러한 물질의 대부분은 식품 산업, 특히 유산균에 의해 합성 된 겔화 제로 사용됩니다.

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