多糖——定义、类型、特征、例子

生物分子，有时称为生物分子，是指在生物中发现的分子，这些分子是一个或多个生物过程（如细胞分裂、形态发生或发育）所必需的。大分子（或聚阴离子）如蛋白质、碳水化合物、脂质和核酸，以及小分子如初级代谢物、次级代谢物和天然产物，都是生物分子的例子。生物材料是此类材料的更广泛的术语。生物分子是生物的重要组成部分。虽然内源性生物分子是在生物体内产生的，但生物体通常需要外部生物分子，例如特定的营养物质才能存在。

多糖

Polysaccharides are linear or branched chains generated by connecting monosaccharide units with glycosidic connections. Polysaccharides, then, are monosaccharide polymers. Glycosidic linkages are used to connect the monosaccharide units.

多糖的特性

• 聚糖是一种非糖。
• 多糖是具有显着分子量的生物化合物。
• 其中许多是不溶于水的。
• 多糖没有甜味。
• 干燥使它们变成无定形粉末。
• 多糖是通过糖苷键连接在一起的单糖聚合物，糖苷键是共价键。
• 多糖末端可以是还原性（末端碳原子不参与糖苷键）或非还原性（末端碳原子参与糖苷键）（末端原子参与糖苷键）
• 多糖具有通式 (C ₆ H ₁₀ O ₅ )n，其中 n 是单糖单元的数量，范围为 100 至 2500。

多糖的种类

多糖是由可能是相同或不同类型的单体单元组成的聚合物。多糖根据构成它们的单糖单元的种类分类如下：

1. 同多糖/同聚糖：当单体单元只有一种时，如淀粉、纤维素、糖原、甲壳素等。
2. 杂多糖/杂聚糖：当单体单元具有不同类型的单体时。透明质酸、γ 球蛋白、肝素和其他多糖也可能含有脂质或蛋白质成分。

多糖根据其功能作用可分为以下几类：

1. 贮藏多糖：用作食物贮藏或储备能量的淀粉、糖原等。
2. 结构多糖：它们主要有助于形成细胞的结构成分，包括细胞壁，例如纤维素、半纤维素和木质素。

多糖的例子

• 淀粉
  • 这是在植物中发现的最普遍的食物储存多糖。
  • 光合作用的最终产物葡萄糖转化为淀粉并储存在植物的各个部分。
  • 它是一种由 α-D- 葡萄糖亚基组成的聚合物，有两种：直链淀粉和支链淀粉。
  • 直链淀粉是一种无支链聚合物，由通过 α-1,4 糖苷键连接的 α-D- 葡萄糖亚基组成。
  • 支链淀粉是淀粉的一种分支形式，其中 α-D- 葡萄糖亚基通过 α-1,6 糖苷键连接。
  • 链中大约每 20 到 30 个葡萄糖残基就会出现分支。
  • 在唾液和小肠中发现的淀粉酶会迅速水解淀粉。
  • 直链淀粉在自然界中以卷曲形式存在。在这种情况下，它具有容纳形成直链淀粉-碘复合物的碘分子的间隙。这些配合物呈蓝黑色，因此当用碘处理淀粉时，它会变成蓝黑色。

• 纤维素
  • 在植物中发现的另一种主要的β-D-葡萄糖聚合物就是这种聚合物。
  • 它是一种纤维状、坚韧且不溶于水的聚合物。
  • 葡萄糖单元通过 β-1,4 糖苷连接成直链。
  • 相邻链之间发生氢键，
  • 产生具有抗拉强度的原纤维。
  • 因为人类缺乏分解纤维素中β键的“纤维素酶”，所以他们无法消化它。

• 糖原
  • 在哺乳动物中，糖原是主要的储存多糖。
  • 糖原类似于植物淀粉，通常被称为动物淀粉。
  • 糖原和淀粉一样，是葡萄糖的聚合物。
  • 在直链中，葡萄糖单元通过 α-1,4 糖苷键连接，而分支点通过 α-1,6 糖苷键连接。
  • 淀粉和糖原的区别在于糖原的链中有很多分支。
  • 链的平均长度为 8-10 个葡萄糖残基。
  • 糖原主要储存在动物的肝脏和肌肉中，而糖原生成主要发生在肝脏中。
  • 它充当动物身体的能量储备。
  • 糖原在体内充当葡萄糖储存设施。

• 半纤维素
  • 它是一种多糖，由植物中发现的多种糖组成。
  • 半纤维素含有葡萄糖和葡萄糖的乙酰基衍生物。
  • 与纤维素一样，半纤维素存在于植物细胞壁中，为细胞提供强度。
• 菊粉
  • 许多植物产生菊粉，这是一种天然存在的碳水化合物。
  • 它是由 β-1,2 键连接的 β 果糖残基组成的聚合物。
  • 菊粉是一种天然存在于不保留淀粉的植物中的储存多糖。
  • 菊苣根是商业菊粉提取的主要来源。
  • 菊粉在食品制造中用作糖、脂肪和小麦的替代品，以及用于评估肾函数的药物。
  • 菊粉也有抗菌作用。
• 甲壳素
  • 几丁质是含碳水化合物的氮，主要存在于节肢动物和真菌中。
  • 由通过 β-1,4 糖苷键连接的 N-乙酰基-D-葡糖胺单体组成的聚合物。
  • 它是甲虫、蜜蜂和蟑螂等昆虫以及蟹和虾等节肢动物外骨骼的关键组成部分。
  • 真菌细胞壁的一个重要成分是几丁质。
  • 壳聚糖是水溶性的几丁质衍生物。
  • 在商业上，它被用作农业和酿酒中的生物农药。由于其治疗特性，它也用于医学。
• 果胶
  • 果胶是一种在植物细胞的细胞壁中发现的杂多糖。
  • 半乳糖醛酸是一种半乳糖衍生物，是主要成分。
  • 它存在于植物细胞的初级和中间薄片以及它们的细胞壁中。
  • 水果纤维也是这种营养素的来源。
  • 在商业上，果胶被用作果酱和果冻中的凝胶成分。
  • 果胶用于伤口愈合以及特种医用粘合剂。
• 细菌多糖
  • 细菌多糖是在细菌细胞壁和细胞膜中发现的一组多糖和碳水化合物衍生物。
  • 肽聚糖、脂多糖和胞外多糖是细菌多糖的例子。
  • 细菌细胞壁的主要成分是肽聚糖。
  • 病原菌分泌的粘液状稠多糖在其周围形成胶囊状结构。

示例问题

问题一：什么是多糖？

回答：

Polysaccharides are linear or branching chains made up of monosaccharide units linked together by glycosidic bonds. Polysaccharides are polymers made up of monosaccharide monomers. The monosaccharide units are linked together using glycosidic bonds.

问题2：多糖的作用是什么？

回答：

Polysaccharides have two purposes.

• They are used by plants and animals to store food reserves.
• They make up the structural components of living species’ bodies.

问题3：多糖的食物来源有哪些？

回答：

Few examples of foods that are high in polysaccharides:

1. Tubers—Starch is found in potatoes, sweet potatoes, and tapioca.
2. Starch is found in seed grains such as rice, wheat, and maize.
3. Fruits contain pectin;
4. Polysaccharides are abundant in plant gums and resins.

问题4：多糖的例子有哪些？

回答：

Polysaccharides include cellulose, starch, glycogen, and chitin . In plants and animals, starch and glycogen are store polysaccharides, whereas cellulose and chitin are structural polysaccharides.

问题 5：什么是半纤维素？

回答：

It’s a polysaccharide composed of many sugars found in plants. Glucose and glucose acetyl derivatives are found in hemicellulose. Hemicellulose, like cellulose, is found in the cell wall of plants and gives them strength.