5.13A: Biosintesi dei polisaccaridi

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Termini chiave

  • Polisaccaridi: I polisaccaridi sono lunghe molecole di carboidrati costituite da unità monomeriche ripetute unite da legami glicosidici. La loro struttura varia da lineare ad altamente ramificata. I polisaccaridi sono spesso abbastanza eterogenei, contenendo leggere modifiche dell’unità ripetuta.
  • gluconeogenesi: La gluconeogenesi (abbreviata GNG) è una via metabolica che porta alla generazione di glucosio da substrati di carbonio non carboidrati come piruvato, lattato, glicerolo e aminoacidi glucogenici.
  • glucosiltransferasi: Le glucosiltransferasi sono un tipo di glicosiltransferasi che permettono il trasferimento di glucosio come la sintesi del glicogeno.

I polisaccaridi sono lunghe molecole di carboidrati di unità monomeriche ripetute unite da legami glicosidici. La loro struttura varia da lineare a altamente ramificata. I polisaccaridi sono spesso abbastanza eterogenei e contengono leggere modifiche dell’unità ripetuta. A seconda della struttura, queste macromolecole possono avere proprietà distinte dai loro mattoni monosaccaridi. Possono essere amorfi o addirittura insolubili in acqua.

Uno dei più comuni elementi costitutivi dei polisaccaridi è il glucosio. Tuttavia, il glucosio deve essere nelle sue forme attivate. Ci sono due forme di glucosio attivato: UDP-glucosio e ADP-glucosio.

Il glucosio difosfato di uracile (UDP-glucosio) è uno zucchero nucleotidico. I componenti UDP-glucosio sono costituiti dal gruppo pirofosfato, lo zucchero pentoso ribosio, il glucosio e la nucleobase uracile. È usato nel metabolismo degli zuccheri nucleotidici come forma attivata del glucosio come substrato per gli enzimi chiamati glucosiltransferasi. UDP-glucosio può anche essere usato come precursore di lipopolisaccaridi e peptidoglicani. L’ADP-glucosio è solitamente il precursore per la produzione di glicogeno nei batteri.

Figura: Struttura di UDP-glucosio: UDP-Glucosio consiste nel gruppo pirofosfato, lo zucchero pentoso ribosio, il glucosio e la nucleobase uracile.

Quando le cellule sono coltivate su una fonte di carbonio diversa dal glucosio, allora i polisaccaridi sono sintetizzati utilizzando un percorso diverso. La gluconeogenesi (abbreviata GNG) è una via metabolica che porta alla generazione di glucosio da substrati di carbonio non-carboidrati come il fosfoenolpiruvato (PEP). Il PEP si forma dalla decarbossilazione dell’ossalacetato e dall’idrolisi di una molecola di guanosina trifosfato. Questa reazione è un passo limitante nella gluconeogenesi.

I batteri patogeni producono comunemente uno strato di polisaccaride spesso, simile a una mucosa. Questa “capsula” nasconde le proteine antigeniche sulla superficie batterica che altrimenti provocherebbero una risposta immunitaria e quindi porterebbero alla distruzione del batterio. I batteri e molti altri microbi, compresi i funghi e le alghe, spesso secernono polisaccaridi come adattamento evolutivo per aiutarli ad aderire alle superfici e per evitare che si secchino. Gli esseri umani hanno sviluppato alcuni di questi polisaccaridi in prodotti utili tra cui la gomma xantana, il destrano, la gomma welan, la gomma gellan, la gomma diutan e il pullulan.