5.13A: Biosyntéza polysacharidů

admin

Klíčové pojmy

  • Polysacharidy: Polysacharidy jsou dlouhé sacharidové molekuly opakujících se monomerních jednotek spojených glykosidickými vazbami. Mají různou strukturu, od lineární až po vysoce rozvětvenou. Polysacharidy jsou často značně heterogenní, obsahují mírné modifikace opakující se jednotky.
  • glukoneogeneze: Glukoneogeneze (zkráceně GNG) je metabolická dráha, jejímž výsledkem je tvorba glukózy z nesacharidových uhlíkatých substrátů, jako je pyruvát, laktát, glycerol a glukogenní aminokyseliny.
  • glukosyltransferázy: Glukosyltransferázy jsou typem glykosyltransferáz, které umožňují přenos glukózy, například syntézu glykogenu.

Polysacharidy jsou dlouhé sacharidové molekuly opakujících se monomerních jednotek spojených glykosidickými vazbami. Mají různou strukturu od lineární až po vysoce rozvětvenou. Polysacharidy jsou často značně heterogenní, obsahují mírné modifikace opakující se jednotky. V závislosti na struktuře mohou mít tyto makromolekuly odlišné vlastnosti od svých monosacharidových stavebních bloků. Mohou být amorfní nebo dokonce nerozpustné ve vodě.

Jednou z nejběžnějších stavebních jednotek polysacharidů je glukóza. Glukóza však musí být ve svých aktivovaných formách. Existují dvě formy aktivované glukózy: UDP-glukóza a ADP-glukóza.

Uridindifosfát glukózy (uracil-difosfát glukózy, UDP-glukóza) je nukleotidový cukr. Složky UDP-glukózy se skládají z pyrofosfátové skupiny, pentózového cukru ribózy, glukózy a nukleobáze uracilu. Používá se v metabolismu nukleotidových cukrů jako aktivovaná forma glukózy jako substrát pro enzymy zvané glukosyltransferázy. UDP-glukosu lze také použít jako prekurzor lipopolysacharidů a peptidoglykanu. ADP-glukóza je obvykle prekurzorem pro tvorbu glykogenu u bakterií.

Obrázek: Struktura UDP-glukózy: UDP-glukóza se skládá z pyrofosfátové skupiny, pentózového cukru ribózy, glukózy a nukleobáze uracilu.

Pokud jsou buňky pěstovány na jiném zdroji uhlíku než na glukóze, pak jsou polysacharidy syntetizovány jinou cestou. Glukoneogeneze (zkráceně GNG) je metabolická dráha, jejímž výsledkem je tvorba glukózy z nesacharidových uhlíkových substrátů, jako je fosfoenolpyruvát (PEP). PEP vzniká dekarboxylací oxalacetátu a hydrolýzou jedné molekuly guanosintrifosfátu. Tato reakce je rychlost limitujícím krokem glukoneogeneze.

Patogenní bakterie běžně vytvářejí silnou, slizovitou, vrstvu polysacharidu. Tato „kapsle“ zakrývá antigenní proteiny na povrchu bakterie, které by jinak vyvolaly imunitní reakci a vedly tak ke zničení bakterie. Bakterie a mnoho dalších mikrobů, včetně hub a řas, často vylučují polysacharidy jako evoluční adaptaci, která jim pomáhá přilnout k povrchu a zabraňuje jejich vysychání. Lidé z některých těchto polysacharidů vytvořili užitečné produkty, jako jsou xantanová guma, dextran, welanová guma, guma gellan, diutanová guma a pullulan.