السكريات المركبة المتجانسة
تحدثنا في مقال سابق عن السكريات المركبة المتجانسة وذكرنا منها النشاء Starch حيثُ استعرضنا بنيته الكيميائية وخواصه وطرق حلمهته.
لإستكمال هذا الموضوع سوف نستعرض أنواع أخرى من السكريات المركبة المتجانسة.
أنواع السكريات المركبة المتجانسة
1- الغليكوجين Glycogen
يعتبر من أهم السكريات المركبة الإدخارية عند الحيوانات حيثُ ينتشر في جميع أعضاء الحيوانات بالأضافة الى كثير من الأحياء الدقيقة مثل الخمائر وبعض الجراثيم
لكنهُ يتواجد بتراكيز عالية في الكبد حيثُ يصل تركيزه حتى20% وفي العضلات 4%
يتجمع الغليكوجين في خلايا الكبد على شكل حبيبات كبيرة
حيثُ يتراوح قطرها مابين 200 - 60 ميلي ميكرون .
من الناحية الكيميائية تتشابه بنيتهُ بدرجة كبيرة جداً مع جزيئة الاميلوبكتين Amylopectin
حيثُ ينحصر الأختلاف بينهما في نقطتين فقط .
أولاً : الوزن الجزيئي للغليكوجين أعلى بكثير من الوزن الجزيئي للأميلوبكتين
ثانياً : تفرع سلاسل الغليكوجين أكثر غزارة من تفرع سلاسل الأميلوبكتين والسبب في ذلك هو أن الغليكوجين عبارة عن سلاسل غليكوزيدية glycosidic ترتبط فيها جزيئاتalpha-D-Glycopyranose بنوعين من
الروابط alpha-D-Glycopyranose-1-4
وَ alpha-D-Glycopyranose-1-6 مما يجعل جزيئته تتفرع بغزارة وتأخذ شكل كروي .
2- الأينولين Inulin
وهو من السكريات المركبة الإدخارية ذو منشأ نباتي
تصل نسبته في درنات الاضاليا وفي الخرشوف الى أكثر من 50% من الوزن الرطب للنسيج .
يتحلمه هذا السكريد بسهولة كبيرة في الأوساط الحامضية ليعطي جزيئات beta-D-fructofuranose بالإضافة الى كمية قليلة جداً من الغلوكوز Glucose الناتج عن تماكب الفروكتوز Fructose ولهذا السبب تستخدم النباتات الحاوية على الاينولين Inulin للحصول على الفروكتوز Fructose بالحلمهة الحمضية ، كما يقوم أنزيم الأينولازEnolase الموجود في النباتات والفطور العفنة والخمائر بتفكيكه الى فروكتوز Fructose .
ترتبط جزيئات الفروكتوز Fructose في بنية الأينولين Inulin بروابط beta-fructosidic-1-2 مما يعطي هذا السكريد بنية سلسلية خطية تضم 34 جزيئة Fructose .
3- السليلوز Cellulose
يعتبر من السكريات المركبة البنيوية وهو نباتي المنشأ
وهو من الانواع الأكثر انتشاراً في الطبيعة ، يدخل في بنية الجدران الخلوية عند النباتات ويشكل أكثر من 50% من بنية الخشب وأكثر من 90% من بنية أوبار القطن كما يوجد في بعض الجراثيم والحيوانات الدنيا ( Tuncata )
السليلوز عبارة عن غلوكان Gluokan ذو سلسلة
طويلة جداً ومستقيمة مؤلفة من إتحاد
جزيئات beta-D-glucopyranose مرتبطة بمواقع 1 وَ4
لا ينحل السليلوز في الماء بل ينتفخ فيه فقط ، ولكنه يتحلمه بواسطة حمض الكبريت المركز و بالغليان .
أما الحلمهة الجزيئية فتعطي السكريد الثنائي cellobiose
يختلف الوزن الجزيئي للسليلوز باختلاف المصدر الحيوي له
حيثُ يتراوح عدد جزيئات الغلوكوز Glucose في سلسلته مابين 10-3 آلاف جزيئة
تتعلق خواص السليلوز (أولاً )بالتوضع الفراغي لكل حلقة غلوكوز في سلسلته ( ثانياً ) بالتوضع الفراغي للحلقات المتجاورة ، هذا التوضع الذي يؤدي على طول السلسلة لاعطاء الشكل الفراغي النهائي لكامل الجزيئة .
4- الدكستران Dextran
عبارة عن مجموعة من السكريات المركبة ( Gluokan )
الموجودة في الجراثيم و المؤلفة من إتحاد
جزيئات alpha-D-glucopyranose المرتبطة بشكل رئيسي بروابط alpha-1-6-glucosidic اما مناطق التفرع فتحتوي روابط glucosidic alpha-1-4 أو alpha-1-3
او alpha-1-2
تصطنع الدكسترانات في أنواع Leuconostoc وبعض الستربتوكوك Streptococcus أعتباراً من السكروز وفق المخطط
n-Sucrose → n-Glucose + n-Fructose
وهناك ثلاثة أنواع رئيسية لهذا السكريد :
* الدكستران A يحتوي 96 - 50 % روابط alpha - 1-6
وَ 50 - 0 % روابط alpha - 1-4 وَ 2% روابط alpha-1-3
* الدكستران B يحتوي 95- 86% روابط alpha-1-6
وَ 8-0% روابط alpha-1-4 وَ 6-3%روابط alpha-1-3
* الدكستران C يحتوي 85-50% روابط alpha-1-6
وَ 36-0% روابط alpha-1-4 وَ أكثر من 6% alpha-1-3
( ملاحظة ) :
يمكن أن يحتوي النوع الجرثومي في نفس الوقت على أكثر من نوع واحد من الدكستران ولم يعثر على روابط alpha-1-2 إلافي بعض الأنواع النادرة
يبلغ الوزن الجزيئي للدكستران قيماً كبيرة جداً ما بين
10 مليون وحتى مليار وهو ينحل في الماء وزاوية دورانه النوعي 200+ درجة .
تستخدم نواتج حلمهته ذات الأوزان الجزيئية 100-50 ألف بديلاً عن بلازما الدم . أما كبريتات الدكستران فتلعب دور مضاد لتخثر الدم .
5- الكالوز Callose
عبارة عن سكريد مركب نباتي المنشأ ، يتواجد في الانابيب الغربالية عند النباتات ، وهو عبارة عن غلوكان Gluokan
تضم جزيئته حوالي 100 جزيئة غلوكوز Glucose ترتبط مع بعضها بروابط beta- glycosidic- 1-3
يصطنع ويتفكك بسهولة وسرعة في النباتات .
6- الليشنين Lichenin
وهو من السكريات المركبة يوجد في الأشنيات وخاصة Cetraria islandica وكذلك Alectoria ochroleuca
حيث يصل الى 50-45% من الوزن الجاف لهذه الكائنات
ينحل الليشنين Lichenin في الماء الساخن والمحاليل المائية الممدة للقلويات ، ويتألف من إتحاد
جزيئات alpha-D-glucopyranose بنسبة 99-98%
ترتبط مع بعضها بنوعين من الروابط 73% منها روابط glycosidic-1-4 وَ 27% روابط glycosidic-1-3
لايستطيع جسم الأنسان هضم هذا السكريد ولكن حيوان الأيل الشمالي يستطيع هضمه بنسبة 78% وذلك بواسطة جراثيم الأمعاء لديه .
يستخدم في صناعة الهلام وفي الصناعات الغذائية .
7- الليفانات Levans
تشكل بعض الأحياء الدقيقة عند نموها في وسط من السكروز Sucrose سكريات متعددة الفروكتوزيدات تسمى ليفانات Levans
تحتوي بعض أنواع المكورات العنقودية Strepto coccus
والعصية Bacillus subtilis كميات كبيرة من Levans
تتألف البنية الاساسية لجزيئة هذه السكريات من سلسلة صغيرة نسبياً ناجمة عن إتحاد الايتير الميتيلي
لسكريد beta-D-fructofuranose بروابط في الموقع 2وَ6
تصطنع أنواع متعددة من الليفانات بواسطة الجراثيم الممرضة في النباتات مثل Bacillus pruni .
8- الآغار - آغار Agar-agar
وهو من السكريات المركبة ذو وزن جزيئي مرتفع يوجد في الأشنيات البحرية من الأجناس Gelidium وَ Gracilaria
وَ Pterocladia وَ Ahnfeltia
لاينحل هذا السكريد في الماء البارد ولكنه ينحل بالتسخين وعندما يبرد المحلول يتحول الى هلام كثيف يستخدم في الدراسات الجرثومية لتحضير الأوساط المغذية الصلبة
كما يستخدم في الصناعات الغذائية لتحضير مختلف أنواع الهلام و المربيات .
يعتبر الآغار آغار من الناحية البنيوية مزيج سكرين مركبين متجانسين على الأقل هما الأغاروز Agarose
والاغاروبكتين Agaropectin
يتألف الآغاروز من تتابع جزيئات D- galactopyranose
وجزيئات 6-3 - بلاماء L-galactopyranose المرتبطة على التسلسل بروابط glycosidic beta-1-4 & alpha-1-3
أما الأغاروبكتين فهو يتألف من سلسلة ناتجة عن إتحاد
جزيئات D-galactopyranose ترتبط بعض جزيئاته بروابط أستيرية مع جذور حمض الكبريت .
9- الكيتين Chitin
هو من السكريات المركبة واسعة الأنتشار في المصادر الحيوية فهو يساهم في تشكيل القشرة المتصلبة أو الهيكل الخارجي عند مفصليات الأرجل Arthropoda وبعض اللافقاريات الأخرى ، كما يساهم في تشكيل قشيرة بعض النباتات العفنة كفطر Eumycophyat .
يدخل الكيتين في بنية الجدران الخلوية في كثير من الأحياء الدقيقة مثل Aspergillus niger
وَ Neurospora crassa وَ Sporobolomyces roseus
وغيرها الكثير ..
تتراوح كمية الكيتين في القشرة الصلبة عند مختلف مفصليات الأرجل مابين 23.7% عند بعض الحشرات مثل الجراد وحتى 71.4% عند السرطانيات .
يتواجد الكيتين في عدد من الحالات مرتبطاً مع البروتينات والأملاح اللاعضوية ومع الدسم والأصبغة
يتم الحصول على الكيتين بواسطة الحموض المركزة التي تسبب تفكك سلسلته جزئياً
من الناحية الكيميائية فإن الكيتين عبارة عن سكريد مركب خطي تتألف جزيئته من سلسلة ناتجة عن إتحاد جزيئات
beta - D - N - acetyl - glucosamine
بروابط glycosidic -beta-1-4 ، وهكذا فالكيتين يشابه السليلوز أو يعتبر مشتقاً له حيثُ يتم استبدال
زمرة N- acetyl amine بالهيدروكسيل في الموقع 2 لكل جزيئة غلوكوز .
من الناحية الوظيفية فالكيتين عبارة عن مركب بنيوي يحقق وظيفة ميكانيكية ودعامية وَ واقية .
عند معالجة الكيتين بواسطة القلويات المركزة وبدرجات حرارة مرتفعة يتشكل الكيتوزان chitosan وهو عبارة عن ناتج مختلف درجات نزع زمر الأسيتيل Acetyl group وتفكك التماثر
يمتاز الكيتين Chitin عن السليلوز Cellulose بعدة خواص مثل الثبات العالي تجاه الحرارة والكواشف الكيميائية ولكن قلة مصادره هي التي تجعل أستخدامه محدوداً
10- اللنتينان Lentinan
عزل لأول مرة عام 1969 من Lentinus edoses وقد ظهرت المعلومات عنه عام 1976 حيثُ تبين أنه عبارة
عن beta-1-3-Gluokan ذو وزن جزيئي بحدود 10 مليون
ضعيف الأنحلال في الماء ويتحلمه جزئياً بحمض النمل فيتحول الى جزيئات أصغر ذات وزن جزيئي بحدود 16.2 الف ومنحلة في الماء وذات دوران نوعي 29+ درجة
يتميز هذا السكريد بخواص مضادة لبعض الأورام حيثُ تبين ان أستخدام جرعات صغيرة ولفترات طويلة يُحسّن نتائج المعالجة كما ان استخدام نواتج الحلمهة الجزيئية يعطي نتائج أفضل .
11-السكليروغلوكان Scleroglucan
سكريد مضاد للأورام ، عزل لأول مرة عام 1974
تتالف سلسلته من إتحاد جزيئات beta-D-glucose
بروابط 1 - 3 ويرتبط مع كل ثالث أو رابع جزيئة في السلسلة
جزيئة واحدة من beta-D-glucose في الموقع 6 .
تؤدي الحلمهة الجزئية لنزع هذه التفرعات وتشكل سلسلة مستقيمة قدرتها المضادة للأورام أقل بكثير من السلسلة الأصلية .
12- اللامينارين Laminarin
وهو من السكريات المركبة الإدخارية يتواجد في الأشنة السمراء Laminaria يتألف من إتحاد
جزيئات beta-D-glycopyranose -1-3 قد تكون هناك تفرعات من الشكل beta-D-glycosidic-1-6 ولكنها قليلة
تحتوي جزيئته على حوالي 2% من المانيت
بالإضافة الى ما ذكر عن أنواع السكريات المركبة يوجد أيضاً الليكوزين Leucosin وَ الباراميلون paramylon وَ الكوردان Cordaan .