Полизахаридите са сравнително по-сложни въглехидрати. Те са големи биополимери, изградени от множество монозахаридни единици, свързани чрез гликозидни връзки.

Какво представляват и основни свойства

Полизахаридите са полимери, съставени от много монозахариди. Те образуват много големи, често разклонени молекули, чиито свойства зависят от вида на монозахаридите, типа на гликозидните връзки (например α- или β-), степента на разклонение и дължината на веригата. Обикновено са аморфни или имат кристални области, често са неразтворими във вода или слабо разтворими и обикновено нямат сладък вкус.

  • Гликозидни връзки: свързват монозахаридите (напр. 1→4, 1→6) и определят разграждаемостта и структурата.
  • Разклонение: определя плътността и разтворимостта — силно разклонените полизахариди са по-достъпни за ензимно разграждане.
  • Функция: могат да бъдат енергийни депа (резервни), структурни компоненти или да изпълняват защитни и маршрутизационни роли в клетките.

Класификация

Когато всички монозахариди в полимера са от един и същи тип, те се наричат хомополизахариди; когато има повече от един тип монозахариди, те се наричат хетерополизахариди. Примери за хомополизахариди са нишестето, гликогенът и целулозата; за хетерополизахариди — различни структурни и междуклетъчни полимери в растения и бактерии.

Примери и значение

Примерите включват полизахариди за съхранение, като нишесте и гликоген, и структурни полизахариди, като целулоза и хитин.

  • Нишесте — съставен от два компонента: амилоза (предимно линейна, α-1,4 връзки) и амилопектин (разклонен, α-1,4 и α-1,6 връзки). Основна форма за съхранение на въглехидрати в растенията (семена, корени). При нагряване с вода нишестето се желатинизира и става по-достъпно за ензими.
  • Гликоген — хомолог на амилопектина, но много по-силно разклонен; главна форма за бързо мобилизируем запас от глюкоза при животните (черен дроб и мускули).
  • Целулоза — линейна верига от глюкоза с β-1,4 връзки, които позволяват образуване на силни водородни връзки между веригите и формиране на микрофибрили. Основен структурен компонент на растителната клетъчна стена; не може да бъде разградена от човешките ензими (функционира като диетични фибри).
  • Хитин — полимер от N-ацетилглюкозамин с β-1,4 връзки; образува твърди екзоскелети при членестоноги и е част от клетъчните стени на гъбите.

Разграждане и усвояване

Ензимите определят способността да се използва полизахаридът като енергиен източник. Например човешките амилaзи разграждат α-1,4 връзки в нишестето до малтоза и глюкоза; ензими като декстраназа и дехидрогенази действат върху разклонения. За разлика от тях, β-1,4 връзките в целулозата изискват целулази (неприсъстващи при хората), затова целулозата преминава като неусвоима фибра или се разгражда от чревна микрофлора при някои животни.

Приложения и значение за човека

  • В хранителната промишленост — нишестето и неговите деривати се използват като сгъстители, стабилизатори и източник на енергия.
  • В медицината — някои полизахариди служат като биосъвместими материали (напр. декстрани, хиалуронова киселина) и за производство на хемостатични и ранозатварящи средства.
  • В промишлеността — целулозата е суровина за хартия, текстил и биопластмаси; нишестето се използва в производство на лепила и биогорива.
  • В екологията и храненето — полизахаридите като диетични фибри подпомагат работа на храносмилателната система и имат влияние върху метаболитното здраве.

Кратко обобщение

Полизахаридите са основна група биомолекули с разнообразни структури и функции: от енергиен резерв до механична структура. Видът на монозахаридите, типа на гликозидните връзки и степента на разклонение определят техните физични и биологични свойства, както и приложението им в природата и индустрията.