Polysaccharide

Hydrolys

Hydrolys är processen att omvandla polysackarider till enkla monosackaridkomponenter. Medan kondensationsreaktionen innebär att vatten elimineras, utnyttjar hydrolys vattenmolekylen. Processen att omvandla polysackarider till monosackarider, i synnerhet, kallas för sakkarifiering.
I människan smälts kolhydrater (förutom monosackarider) genom en rad enzymatiska reaktioner. Dessa enzymer är salivamylas, pankreasamylas och maltas. Salivamylas verkar på stärkelsen och bryter ner den till maltos. Nästa plats för kolhydratspjälkning är tunntarmen. Magsäcken är inte inblandad i matsmältningen av kolhydrater eftersom magsaften hämmar aktiviteten hos salivamylaset. Nästa fas i kolhydratspjälkningen blir alltså tunntarmen.
När de delvis nedbrutna kolhydraterna når tunntarmen utsöndrar bukspottkörteln bukspottkörtelsaft som bland annat innehåller bukspottkörtelamylas. Detta enzym verkar på de delvis smälta kolhydraterna genom att bryta ner dem till enkla sockerarter. Tunntarmens borstkant frigör matsmältningsenzymer som isomaltas, maltas, sukras och laktas. Isomaltas smälter polysackarider vid alfa 1-6-länkarna och omvandlar alfa-limiterat dextrin till maltos. Maltas bryter ner maltos (en disackarid) till två glukosenheter. Sucrase och laktas smälter sackaros respektive laktos till monosackaridkomponenter. Epitelcellerna vid borstkanten i tunntarmen absorberar monosackarider. Glukos och galaktos tas in i tarmcellen (enterocyten) via aktiv transport med hjälp av glukostransportörer (GluT). Fruktos tas också upp med hjälp av GluT, men transportsättet är ännu inte klart (om det sker genom aktiv eller passiv transport). Enterocyterna släpper ut monosackariderna i kapillärerna via passiv transport (särskilt genom förenklad diffusion). De enkla sockerarterna transporteras sedan från blodomloppet till cellerna i andra vävnader, särskilt till levern. Glukos i blodet kan användas av kroppen för att producera ATP. Annars transporteras det till levern, tillsammans med galaktos och fruktos (som till stor del omvandlas till glukos), för lagring som glykogen.
De återstående kolhydrater som inte absorberas av tunntarmen går in i tjocktarmen. Tarmfloran i tjocktarmen omsätter dem anaerobt (t.ex. genom jäsning). Som sådan leder detta till produktion av gaser (t.ex. väte, CO2 och metan) och fettsyror, t.ex. acetat och butyrat som omedelbart metaboliseras av kroppen. Gaserna utsöndras i sin tur via utandning, eructation (uppstötning) eller flatulens.

Glykogenes

Glykogenes är den metaboliska processen att producera glykogen från glukos för lagring. Processen sker främst i lever- och muskelceller som svar på hög glukosnivå i blodet. Korta polymerer av glukos, särskilt exogen glukos, omvandlas till långa polymerer som lagras inuti cellerna. När kroppen behöver metabolisk energi bryts glykogen ner till glukosunderenheter genom processen glykogenolys. Glykogenes är således den motsatta processen till glykogenolys.

Glykogenolys

Glykogenolys är processen för att bryta ner lagrat glykogen i levern så att glukos kan produceras för användning i energimetabolismen. Lagrat glykogen i levercellerna bryts ner till glukosprekursorer. En enda glukosmolekyl skärs av från glykogenet och omvandlas till glukos 1-fosfat, som i sin tur omvandlas till glukos 6-fosfat som kan gå in i glykolysen.

Glykosylering

I likhet med oligosackariderna kan vissa polysackarider fungera som glykaner i vissa glykokonjugater. Oligosackarider är dock oftare kolhydratkomponenten än polysackarider. Glykosylering är den process genom vilken en glykan enzymatiskt förenas med ett protein, en lipid eller en annan organisk molekyl. De stegvisa processerna för glykosylering varierar beroende på vilken typ av glykosylering det rör sig om. N-länkad glykosylering är till exempel när glykanen är knuten till en kväveatom i en asparagin- eller arginininrest i ett protein. Omvänt är O-länkad glykosylering en process där O-länkade glykaner fästs vid hydroxylsyran i serin-, threonin-, tyrosin-, hydroxylysin- eller hydroxiprolin-sidekedjor i ett protein. Det kan också vara en process där O-länkade glykaner fäster vid syret på lipider. Det finns andra former av glykosylering, t.ex. C-länkad (dvs. glykan som är knuten till kol), P-länkad (dvs. glykan som är knuten till fosfor) och S-länkad (glykan som är knuten till svavel).

Klassificering av polysackarider

Polysackarider kan vara en homopolysackarid eller en heteropolysackarid beroende på deras monosackaridkomponenter. En homopolysackarid (även kallad homoglykan) består av endast en typ av monosackarid medan en heteropolysackarid (även kallad heteroglykan) består av olika typer av monosackarider.
Baserat på deras funktion kan polysackarider klassificeras som lagrings- eller strukturella polysackarider. Lagringspolysackarider är sådana som används för lagring. Växter lagrar till exempel glukos i form av stärkelse. Djur lagrar enkla sockerarter i form av glykogen. Strukturella polysackarider är kolhydrater som har en strukturell roll. Växter har cellulosa, som är polymerer av upprepade glukosenheter som är sammanfogade med betabindningar. Vissa djur producerar kitin som fungerar som en strukturell komponent, till exempel i exoskelettet.

Exempel på polysackarider

Gemensamma exempel på polysackarider är cellulosa, stärkelse, glykogen och kitin. Cellulosa är en polysackarid som består av en linjär kedja av β (1→4) länkade D-glukosenheter: (Stärkelse är en polysackaridkolhydrat (C6H10O5)n som består av ett stort antal glukosmonosackaridenheter som är sammanfogade med glykosidbindningar och som finns särskilt i frön, lökar och knölar. Glykogen är en förgrenad polymer av glukos som huvudsakligen produceras i lever- och muskelceller och fungerar som sekundär långsiktig energilagring i djurceller. Chitin är en polymer av kvävehaltig polysackarid (C8H13O5N)n som utgör ett segt, skyddande hölje eller strukturellt stöd i vissa organismer. Den utgör cellväggarna hos svampar och exoskelettet hos insekter. Andra exempel på disackarider är kallos, krysolaminarin, xylan, mannan, fucoidan, galaktomannan och arabinoxylan.