Polissacáridos ( / ˌ p ɒ l i s Æ k ə r aɪ d / ) são polímeros de hidratos de carbono moléculas compostas de cadeias longas de monossacaricas unidades ligadas entre si por ligaes glicosicas , e a hidrólise dar os constituintes monossacáridos ou oligossacáridos . Eles variam em estrutura de linear a altamente ramificada. Exemplos incluem polissacarídeos de armazenamento, como amido e glicogênio , e polissacarídeos estruturais, como celulose e quitina .

Sacarídeos naturais são geralmente de carboidratos simples chamados monossacarídeos com fórmula geral (CH 2 O) n onde n é três ou mais. Exemplos de monossacarídeos são glicose , frutose e gliceraldeído . Os polissacarídeos, por sua vez, tem uma fmula geral de C x (H 2 O) y , onde x é geralmente um grande número entre 200 e 2500. Quando as unidades que se repetem na estrutura polimérica são monossacáridos de seis carbonos, tal como é muitas vezes o caso, a fórmula geral simplifica para (C 6 H 10 O5 ) n , onde tipicamente 40 < n < 3000.
Como regra geral, os polissacáridos contêm mais do que dez unidades monossacarídicas, enquanto os oligossacáridos contêm três a dez unidades monossacarídicas; mas o corte preciso varia um pouco de acordo com a convenção. Os polissacarídeos são uma classe importante de polímeros biológicos . Sua função nos organismos vivos é geralmente relacionada à estrutura ou ao armazenamento. O amido (um polímero de glicose) é usado como um polissacarídeo de armazenamento em plantas, sendo encontrado na forma de amilose e amilopectina ramificada . Em animais, o polímero de glicose estruturalmente semelhante é o glicogênio mais densamente ramificado, às vezes chamado de "amido animal". As propriedades do glicogênio permitem que ele seja metabolizado mais rapidamente, o que se adapta à vida ativa dos animais em movimento.
Celulose e quitina são exemplos de polissacarídeos estruturais. A celulose é usada nas paredes celulares de plantas e outros organismos, e é considerada a molécula orgânica mais abundante na Terra. Ele tem muitos usos, como um papel significativo nas indústrias de papel e têxtil, e é usado como matéria-prima para a produção de rayon (via processo de viscose ), acetato de celulose, celulóide e nitrocelulose. A quitina tem estrutura semelhante, mas possui ramificações laterais contendo nitrogênio , aumentando sua resistência. É encontrado em exoesqueletos de artrópodes e nas paredes celulares de alguns fungos. Ele também tem vários usos, incluindo threads cirúrgicos . Os polissacáridos incluem também callose ou laminarina , crisolaminarina , xilano , arabinoxilano , manano , fucoidano e galactomanano .
Função
Estrutura
Polissacarídeos de nutrição são fontes comuns de energia. Muitos organismos podem facilmente decompor os amidos em glicose; no entanto, a maioria dos organismos não pode metabolizar celulose ou outros polissacarídeos como quitina e arabinoxilanos . Esses tipos de carboidratos podem ser metabolizados por algumas bactérias e protistas. Ruminantes e cupins , por exemplo, usam microorganismos para processar celulose .

Ainda não proposta formalmente como um macronutriente essencial (a partir de 2005), a fibra dietética é, no entanto, considerada importante para a dieta, com autoridades reguladoras em muitos países desenvolvidos recomendando aumentos no consumo de fibras.
Polissacarídeos de armazenamento
Amido
O amido é um polímero de glicose no qual as unidades de glucopiranose são ligadas por ligações alfa . É composto de uma mistura de amilose (15-20%) e amilopectina (80-85%). A amilose consiste de uma cadeia linear de várias centenas de moléculas de glicose e a Amilopectina é uma molécula ramificada composta de vários milhares de unidades de glicose (cada cadeia de 24-30 unidades de glicose é uma unidade de Amilopectina). Os amidos são insolúveis em água . Eles podem ser digeridos pela quebra das ligações alfa (ligações glicosídicas). Tanto humanos como outros animais têm amilases, para que possam digerir os amidos. Batata , arroz ,trigo e milho são as principais fontes de amido na dieta humana. As formações de amidos são as formas pelas quais as plantas armazenam glicose .
Glicogênio
O glicogênio serve como o armazenamento secundário de energia a longo prazo em células animais e fúngicas , com os armazenamentos primários de energia sendo mantidos no tecido adiposo . O glicogênio é produzido principalmente pelo fígado e pelos músculos , mas também pode ser produzido pela glicogênese no cérebro e no estômago .

Nos hepatócitos do fígado , o glicogênio pode compor até oito por cento (100-120 g em um adulto) do peso fresco logo após uma refeição. Apenas o glicogênio armazenado no fígado pode ser disponibilizado para outros órgãos. Nos músculos , o glicogênio é encontrado em uma baixa concentração de um a dois por cento da massa muscular. A quantidade de glicogênio armazenada no corpo - especialmente nos músculos , fígado e hemácias - varia com atividade física, taxa metabólica basal e hábitos alimentares, como jejum intermitente . Pequenas quantidades de glicogênio são encontradas norins e quantidades ainda menores em certas células da glia no cérebro e glóbulos brancos . O útero também armazena glicogênio durante a gravidez, para nutrir o embrião.
O glicogênio é composto por uma cadeia ramificada de resíduos de glicose. É armazenado no fígado e nos músculos.
É uma reserva de energia para animais.
É a principal forma de carboidrato armazenada no corpo animal.
É insolúvel em água. Acontece marrom-vermelho quando misturado com iodo.
Também produz glicose na hidrólise .
Polissacarídeos estruturais
Arabinoxylans
Os arabinoxilanos são encontrados nas paredes celulares primárias e secundárias das plantas e são os copolímeros de dois açúcares: arabinose e xilose . Eles também podem ter efeitos benéficos sobre a saúde humana.
Celulose
Os componentes estruturais das plantas são formados principalmente a partir de celulose . A madeira é em grande parte celulose e lignina , enquanto o papel e o algodão são celulose quase pura. A celulose é um polímero feito com unidades de glicose repetidas ligadas por ligações beta . Os seres humanos e muitos animais não possuem uma enzima para romper as ligações beta , de modo que não digerem a celulose. Certos animais, como cupinspode digerir a celulose, porque as bactérias que possuem a enzima estão presentes em seu intestino. A celulose é insolúvel em água. Não muda de cor quando misturado com iodo. Na hidrólise, produz glicose. É o carboidrato mais abundante na natureza.
Chitin
A quitina é um dos muitos polímeros que ocorrem naturalmente . Forma um componente estrutural de muitos animais, como exoesqueletos . Com o tempo, é biodegradável no ambiente natural. Sua decomposição pode ser catalisada por enzimas denominadas quitinases , secretadas por microorganismos, como bactérias e fungos , e produzidas por algumas plantas. Alguns desses microrganismos possuem receptores para açúcares simples a partir da decomposição da quitina. Se a quitina é detectada, eles então produzem enzimas para digeri-lo, clivando as ligações glicosídicasa fim de convertê-lo em açúcares simples e amônia .
Quimicamente, a quitina está intimamente relacionada com a quitosana (um derivado mais solúvel em água da quitina). Também está intimamente relacionado à celulose , pois é uma longa cadeia não ramificada de derivados de glicose . Ambos os materiais contribuem com estrutura e força, protegendo o organismo.
Pectinas
As pectinas são uma família de polissacarídeos complexos que contêm resíduos de ácido α-D-galactosil-urônico ligados por 1,4. Eles estão presentes na maioria das paredes celulares primárias e nas partes não-lenhosas das plantas terrestres.
Polissacarídeos Ácidos
Os polissacáridos ácidos são polissacáridos que contêm grupos carboxilo , grupos fosfato e / ou grupos éster sulfúrico .
Polissacarídeos capsulares bacterianos
Bactérias patogênicas geralmente produzem uma camada espessa de polissacarídeo semelhante à mucosa. Esta "cápsula" envolve proteínas antigênicas na superfície bacteriana que, de outro modo, provocariam uma resposta imune e, assim, levariam à destruição das bactérias. Os polissacarídeos capsulares são solúveis em água, comumente ácidos, e possuem pesos moleculares da ordem de 100 a 2000 kDa . São lineares e consistem na repetição regular de subunidades de um a seis monossacarídeos . Existe uma enorme diversidade estrutural; quase duzentos diferentes polissacarídeos são produzidos apenas por E. coli . Misturas de polissacarídeos capsulares conjugados ou nativos são utilizadasvacinas .
Bactérias e muitos outros micróbios, incluindo fungos e algas , muitas vezes secretam polissacarídeos para ajudá-los a aderir às superfícies e evitar que sequem. Os seres humanos desenvolveram alguns desses polissacarídeos em produtos úteis, incluindo goma xantana , dextrana , goma de solda , goma gelana , goma diutana e pululana .
A maioria destes polissacáridos exibe propriedades visco-elásticas úteis quando dissolvidos em água a níveis muito baixos. Isso faz com que vários líquidos sejam usados na vida cotidiana, como alguns alimentos, loções, produtos de limpeza e tintas, viscosos quando estacionários, mas muito mais fluidos quando se aplica um leve cisalhamento ao mexer ou sacudir, derramar, limpar ou escovar. Esta propriedade é denominada pseudoplasticidade ou afinamento por cisalhamento ; o estudo de tais assuntos é chamado de reologia .
Viscosidade da goma de Welan
Taxa de cisalhamento (rpm) Viscosidade (cP)
0,3 23,330
0,5 16.000
1 11.000
2 5500
4 3250
5 2900
10 1700
20 900
50 520
100 310
As soluções aquosas do polissacarídeo sozinhas têm um comportamento curioso quando agitadas: após a cessação da agitação, a solução inicialmente continua a agitar devido ao momento, depois diminui a velocidade devido à viscosidade e inverte a direção brevemente antes de parar. Este recuo deve-se ao efeito elástico das cadeias polissacarídicas, previamente esticadas em solução, retornando ao seu estado relaxado.
Polissacarídeos de superfície celular desempenham diversos papéis na ecologia bacteriana e na fisiologia . Eles servem como uma barreira entre a parede celular e o ambiente, medeiam interações hospedeiro-patógeno e formam componentes estruturais de biofilmes . Esses polissacarídeos são sintetizados a partir de precursores ativados por nucleotídeos (chamados açúcares nucleotídicos ) e, na maioria dos casos, todas as enzimas necessárias para a biossíntese, montagem e transporte do polímero completo são codificadas por genes organizados em aglomerados dedicados dentro do genoma do organismo . Lipopolissacarídeoé um dos mais importantes polissacarídeos da superfície celular, pois desempenha um papel estrutural fundamental na integridade da membrana externa, além de ser um importante mediador das interações patógeno-hospedeiro.
As enzimas que formam os antigénios O da banda A (homopolimérica) e da banda B (heteropolimérica) foram identificadas e as vias metabólicas definidas. O alginato exopolissacarídeo é um copolímero linear de ácido D-manurônico ligado a β-1,4 e resíduos de ácido L-gulurônico, e é responsável pelo fenótipo mucoide da doença de fibrose cística em estágio avançado. Os loci pel e psl são dois agrupamentos de genes recentemente descobertos que também codificam exopolissacarídeos considerados importantes para a formação de biofilme. O ramnolipídeo é um biossurfactante cuja produção é rigidamente regulada na transcriçãonível, mas o papel preciso que desempenha na doença não é bem compreendido no momento. A glicosilação de proteínas , particularmente de pilina e flagelina , tornou-se um foco de pesquisa por vários grupos a partir de 2007, e tem se mostrado importante para a adesão e invasão durante a infecção bacteriana.
Testes de identificação química para polissacarídeos
Ácido Periódico-Schiff Stain (PAS)
Os polissacáridos com dióis vicinais desprotegidos ou açúcares amino (isto é, alguns grupos OH substituídos por amina) originam uma coloração ácido-Schiff periódica positiva (PAS). A lista de polissacarídeos que coram com o PAS é longa. Embora as mucinas de origem epitelial corram com PAS, as mucinas de origem do tecido conjuntivo têm tantas substituições ácidas que não têm glicol ou grupos amino-álcool suficientes para reagir com a PAS
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