C5720Biochemie
07- Strukturní polysacharidy
9/16/2019
1
Petr Zbořil

Obsah
•Strukturní funkce polysacharidů. Homo- a heteropolysacharidy, proteoglykany a glykoproteiny,
struktura, vlastnosti, význam. •Poly- a oligosacharidy v buněčné komunikaci, epitopy.
•Praktické aspekty (dextran, hyaluronát).
•
9/16/2019
Petr Zbořil
2

Struktura polysacharidů
•Poly- a oligosacharidy, glykany
oLineární
oVětvené
•Homopolysacharidy
oSloženy z jednoho typu monosacharidu
•Heteropolysacharidy
oRůzné monomery
oObvykle 2 střídavě
oPolymery disacharidu
•
•
•
9/16/2019
Petr Zbořil
3

Strukturní funkce polysacharidů
•Stavební materiál oporných struktur
•Samostatně
oCelulosa, dextran
•V kombinaci s jinými polymery
oKolagen, elastin s kyselými heteropolysacharidy
oCelulosa s ligninem
•Vázány na sloučeniny jiného typu
oGlykoproteiny
oProteoglykany, peptidoglykany
oGlykolipidy
•
•
9/16/2019
Petr Zbořil
4

Typické monosacharidy strukturních glykanů
•Glc glukosa
•Gal galaktosa
•Man manosa
•Fuc fukosa
•Xyl xylosa
•Neu kys.
•neuraminová
•Kyselé substituenty
•- uronáty, sulfáty
9/16/2019
Footer Text
5

Strukturní homoglykany
•Celulosa (od cellula)
oPolyβ-D-glukosa
oNejvíce zastoupený biopolymer
oStrukturní látka rostlinných buněk (odtud název)
•Chitin (podle chiton)
oPolyβ-D-2-N-acetylglukosamin
oStrukturní materiál členovců (kutikuly hmyzu, korýši)
oHouby
•
•
9/16/2019
Petr Zbořil
6

Strukturní homoglykany
•Celulosa
oβ-glukosa, cellobiosa
oStrukturní odlišnost, srov. škrob
•
•
9/16/2019
Petr Zbořil
7

Strukturní homoglykany
•Celulosa
oVlákna
oMikrokrystalické oblasti
oInterakce řetězců
oMechanická a metabolická odolnost
•
•
9/16/2019
Petr Zbořil
8

Strukturní homoglykany
•Chitin
oVelmi hojný, po celulose nejvíce zastoupený biopolymer
•
•
9/16/2019
Petr Zbořil
9

Strukturní heteroglykany
•Samostatné polysacharidy
oVelmi hojný, po celulose nejvíce zastoupený biopolymer
•Vázané s proteiny
oGlykoproteiny
oproteoglykany
•V jiné kombinaci
oGlykolipidy
•
9/16/2019
Petr Zbořil
10

Kyselé polysacharidy
•Součásti pojiva, chrupavek, stěn arterií (heparin-antikoagulant), plicních sklípků, výplně
(hydrofilní gely – hyaluronát – sklivec), extracelulární matrix – vazkost, tření
•
•
•
9/16/2019
Petr Zbořil
11

Glykoproteiny
•O-glykoproteiny –vazba na Ser a Thr
omucinový typ – přes α-N-acetylgalaktosamin
oproteoglykanový typ – přes β-xylosu, polysacharid
oSekrety sliznic
oDalší typy
•N-glykoproteiny
oPřes Asn
oPovrchové struktury
•C-glykoproteiny, fosfoglykoproteiny
oMálo zastoupené
9/16/2019
Petr Zbořil
12

N-glykoproteiny
9/16/2019
Petr Zbořil
13
•Základní struktura
oJádro konstantní
oVariabilní nadstavba
o

Poly- a oligosacharidy v buněčné komunikaci
•Povrchové struktury – epitopy
oVelké množství kombinací, stačí malé rozdíly - rozpoznání
oErytrocyty, krevní skupiny
o
9/16/2019
Petr Zbořil
14

Erytrocyty
9/16/2019
Petr Zbořil
15

Mukopolysacharidy
•Muciny
•Povrch membrány
•Volné – vázané
•na hyaluronát
•
9/16/2019
Footer Text
16

Mukopolysacharidy
•Glykoproteoglykan
•Sliznice, hleny
oOko – slzy
oRespirační trakt – hleny
oÚsta – sliny
oViskozita
9/16/2019
Footer Text
17

Mukopolysacharidy
•Glykoproteoglykan
9/16/2019
Footer Text
18
http://www.wikiskripta.eu/images/3/33/Proteoglykan.png

Mukopolysacharidy
•Slzný povrch očního epitelu
oMechanická a antimikrobiální ochrana
9/16/2019
Footer Text
19

Strukturní polysacharidy mikroorganizmů
•Součásti stěny – výztuha
oPolysacharidy stěn a pouzder
oPeptidoglykany x glykoproteiny
oAntigenní vlastnosti
•Murein – muropeptid
•
9/16/2019
Footer Text
20

Strukturní polysacharidy mikroorganizmů
•Peptidoglykan DAP typu z E. coli
•
9/16/2019
Footer Text
21

Strukturní polysacharidy mikroorganizmů
•Rozpoznávací aspekty – variabilita – využití
9/16/2019
Footer Text
22

Strukturní polysacharidy mikroorganizmů
•Praktické aspekty
oImunizace – vakciny
oLéčení poruch
•protizánětlivé přípravky
•autoimunitní choroby
o
o
o
o
•Patentované léčivo
9/16/2019
Footer Text
23

Strukturní polysacharidy mikroorganizmů
•Vylučovány – matrix pro kolonie
oDextran, α-1,6-Glc
•
•
•
•
•
•
•
•
9/16/2019
Footer Text
24

Praktické aspekty
•Celulosa
oPrůmyslové využití
oPalivo, obnovitelný zdroj
oKvasné technologie
o- sporadicky
•Dextran
oLékařství
oLaboratorní užití
•Hyaluronát
oKosmetika
o40% produkce v ČR
o
•                                                Struktura Sephadexu
•
9/16/2019
Footer Text
25

Rostlinné heteropolysacharidy
•
•Strukturní funkce
oU rostlin typické strukturní polymery, vedle homopolysacharidu celulosy
•Výrazný rys – bobtnání (až 98% vody)
otvorba solů a gelů.
9/16/2019
Footer Text
26

Rostlinné heteropolysacharidy
•Pektiny
•Terminologie není zcela jednotná.
•Polymer (50-100 kDa, agregáty až 1 MDa)
•Složky:
okys. pektinová
o– polygalakturonová
o+ metylesterifikovaná
okys. pektová
o– žádná nebo zanedbatelná
ometylesterifikace
•
9/16/2019
Footer Text
27

Rostlinné heteropolysacharidy
•Pektiny
oFunkce – pojivo rostlinných buněk (ovoce – hydrolýza enzymy hub a plísní způsobí měknutí pletiva)
– u živočichů kolagen
oUžití – gelotvorná látka – potravinářství (stabilizace gelů a pěn, mléko smetana, důležité jako
nestravitelné vlákniny), technologie (imobilizace buněk a enzymů)
•
o
•
9/16/2019
Footer Text
28

Rostlinné heteropolysacharidy
•
•Agary – červené mořské řasy
•Směs agarosy (lineární) a agaropektinu (větvený)
•Polymery galaktosy a anhydrogalaktosy (a-L-, b-D-)
oAgaropektin – další substituce – pyruvát, sulfát
9/16/2019
Footer Text
29

Agary
•Agarosa a agaropektin
9/16/2019
Footer Text
30

Agary
•Agar
oFunkce – stavba pletiv
oUžití – zahušťovadlo
o– potravinářství
o– laboratoř (gely různé hustoty)
oagar x agarosa
9/16/2019
Footer Text
31

Agary
•Kultivace mikroorganismů, ELFO (agarosa)
•
9/16/2019
Footer Text
32

Rostlinné heteropolysacharidy
•Algináty – mořské chaluhy
oSloženy z bloků tvořených β-D-mannuronátem (M-bloky) a jeho C-5 epimerem α-L-guluronátem (G-bloky)
vázaných 1-4 vazbami. Bloky se spojují v různých sekvencích
9/16/2019
Footer Text
33

Algináty
oFunkce – struktura pletiv
oUžití – gely s Ca, potravinářství, laboratoř
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
oStruktura Ca-komplexu
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
9/16/2019
Footer Text
34

Algináty
•http://2007.igem.org/wiki/index.php/Boston_University/Microencapsulation
•Pankreatické buňky
•
•
•
•
•
•
•
•
•
9/16/2019
Footer Text
35

Rostlinné heteropolysacharidy
•Karagenany
oGalaktosa, anhydrogalaktosa, různý stupeň sulfatace
oa-1-3, b-1-4
•Funkce
oStrukturní, gely
•Užití
oPotravinářství  (mlékárenství
oaj.)
•
9/16/2019
Footer Text
36

Rostlinné heteropolysacharidy
•
9/16/2019
Footer Text
37