Γλυκάνες

μικρογραφία|210x210εσ|Λεβογλυκοζάνη
Οι γλυκάνες είναι φυσικές ενώσεις, που χημικώς είναι πολυσακχαρίτες και κατά βάση προέρχονται από την D-γλυκόζη, ενώ συνδέονται μεταξύ τους με γλυκοζιτικούς χημικούς δεσμούς. Οι γλυκάνες απαντώνται στη φύση σε δύο μορφές (κατηγορίες): τις α-γλυκάνες και τις β-γλυκάνες. Πολλές β-γλυκάνες είναι από ιατρικής άποψης πάρα πολύ σημαντικές και αντιπροσωπεύουν στόχο φαρμάκων για αντιμυκητιακά φάρμακα της κατηγορίας των εχινοκανδινών.

 Χημικές ενώσεις 
Οι ακόλουθες ενώσεις είναι οι γλυκάνες (σημείωση: οι α- και β- και οι αριθμοί αναφέρονται στον τύπο του Ο-γλυκοζιτικού δεσμού και τα συγκεκριμένα άτομα άνθρακα που εμπλέκονται):

 α-Γλυκάνες 

 δεξτράνη, α-1,6-γλυκάνη με α-1,3- διακλαδώσεις
 γλυκογόνο, α-1,4- και α-1,6-γλυκάνη
 πουλλουλάνη, α-1,4- και α-1,6-γλυκάνη
 άμυλο, μίγμα αμυλόζης και αμυλοπηκτίνης, από κοινού α-1,4- και α-1,6-γλυκανών

 β-Γλυκάνες 

 κυτταρίνη, β-1,4-γλυκάνη
 χρυσολαμιναρίνη, β-1,3-γλυκάνη
 λαμιναρίνη, β-1,3- και β-1,6-γλυκάνη
 λεντινάνη, καθαρισμένη β-1,6:β-1,3-γλυκάνη από τον μύκητα Lentinus edodes
 λειχενίνη, β-1,3- και β-1,4-γλυκάνη
 β-γλυκάνη βρώμης, β-1,3- και β-1,4-γλυκάνη
 ζυμοζάνη, β-1,3-γλυκάνη

 Ιδιότητες 
Οι ιδιότητες των γλυκανών σχετίζονται με την αντοχή τους στα στοματικά οξέα και ένζυμα και την εν γένει μη διαλυτότητά τους στο νερό. 

Οι γλυκάνες που εκχυλίζονται από σπόρους τείνουν να είναι και υδατοδιαλυτές όσο και αδιάλυτες ενώσεις.

 Δομή 
Οι γλυκάνες είναι πολυσακχαρίτες που προέρχονται από μονομερή της γλυκόζης. Τα μονομερή συνδέονται μεταξύ τους με γλυκοζιτικούς δεσμούς. 

Τέσσερις τύποι πολυσακχαριτών με βάση τη γλυκόζη είναι πιθανοί: 1,6-(άμυλο), 1,4-(κυτταρίνη), 1,3-(λαμιναρίνη) και γλυκάνες με δεσμούς 1,2-.
μικρογραφία|Το 3,4-πολυμερές της γλυκόζης
Οι πρώτοι εκπρόσωποι μη υδρολυόμενων γραμμικών πολυμερών κύριας αλυσίδας που αποτελούνται από μονάδες λεβογλυκοζάνης συντέθηκαν -το 1985- με ανιοντικό πολυμερισμό 2,3-εποξειδικών παραγώγων της λεβογλυκοζάνης (1,6;2,3-διανυδρο-4-Ο-αλκυλ-β-D -μαννοπυρανόζες).Berman, E.L., Gorkovenko A.A., Zubov, V.P., and Ponomarenko, V.A.,"Regio  and Stereospecific Synthesis of Polyglucose with Novel Type BondSoviet J.Bioorg. Chem. 11 (1985), 1125-1129
μικρογραφία| Το 2,3-πολυμερές της γλυκόζης
Μπορεί να συντεθεί από ένα ευρύ φάσμα μοναδικών μονομερών με διαφορετική ρίζα R. Συντέθηκαν πολυμερή με R= -CH3,Berman, E.L., Gorkovenko A.A., Zubov, V.P., and Ponomarenko, V.A.,"Regio  and Stereospecific Synthesis of Polyglucose with Novel Type BondSoviet J.Bioorg. Chem. 11 (1985), 1125-1129-CH2CHCH2,Gorkovenko, A.A., Berman, E.L., and Ponomarenko, V.A. Polymerization of 1, 6;2,3 dianhydro 4 O allyl β D manno¬pyranose" Vysocomol. Soed., Ser. B, 1987, 29, 134 137 και -CH2C6H5.Gorkovenko, A.A., Berman, E.L., and Ponomarenko, V.A. "A New Polymer of Glucose.  Poly(2 3) D glucose" Soviet J. Bioorg. Chem., 1987, 13, 218 222 

Η διερεύνηση της κινητικής πολυμερισμού αυτών των παραγώγων, του μοριακού βάρους και της κατανομής μοριακού βάρους έδειξε ότι ο πολυμερισμός έχει τα χαρακτηριστικά ενός ζωντανού συστήματος πολυμερισμού. 

Η διαδικασία λαμβάνει χώρα χωρίς τερματισμό και μεταφορά της αλυσίδας του πολυμερούς με βαθμό πολυμερισμού ίσο με τη μοριακή αναλογία του μονομερούς προς τον εκκινητή.Berman, E.L., Gorkovenko, A.A., Rogozhkina, E.D., Izumnikov, A.A., and Ponomarenko, V.A. “Kinetics and Mechanism of Epoxy Ring-Opening Polymerization of 1,6;2,3-Dianhydro-4-O-alkyl-b-D-mannopyranoses” Polymer Sci. USSR, 1988, 413-418Berman E.L. Gorkovenko, A.A., Rogozhkina, E.D., Izyumnikov, A.L., and Ponomarenko, V.A. "Synthesis of Chiral Derivatives of Poly(Ethylene Oxide)" Bull. Acad. Sci. USSR, Div. Chem. Sci., 1988, 705 707 Κατά συνέπεια, το πολυμερές μοριακού βάρους ανώτερης τιμής καθορίζει μόνο τον βαθμό του συστήματος καθαρισμού, που καθορίζει την παρουσία στο σύστημα ανεξέλεγκτης ποσότητας τερματιστών των πολυμερικών αλυσίδων.

Η πολυ(2-3)-D-γλυκόζη συντέθηκε μετά από μετασχηματισμό του λειτουργοποιημένου με βενζύλιο (R= -CH2C6H5) πολυμερούς.Gorkovenko, A.A., Berman, E.L., and Ponomarenko, V.A. "A New Polymer of Glucose.  Poly(2 3) D glucose" Soviet J. Bioorg. Chem., 1987, 13, 218 222
μικρογραφία| Πολυγλυκόζη
Ο πολυμερισμός της 3,4-εποξυ-λεβογλυκοζάνης (1,6;3,4-διανυδρο-2-Ο-αλκυλ-β-D -γαλακτοπυρανόζης) έχει ως αποτέλεσμα τον σχηματισμό 3,4-δεσμευμένου πολυμερούς της λεβογλυκοζάνης.Gorkovenko A. A., Berman, E.L., and Ponomarenko, V.A.,  Poly(3 4) 2 O methyl 1,6 anhydro b D glucopyranose. The First Example of (3 4) linked Polymer Carbohydrates" Soviet J. Bioorg. Chem. 12 (1986), 514-520

Η παρουσία της 1,6-άνυδρο- δομής σε κάθε μονάδα πολυμερικής αλυσίδας επιτρέπει στους ερευνητές να εφαρμόζουν όλα τα φάσματα καλά ανεπτυγμένων μεθόδων χημείας υδατανθράκων με σχηματισμό εξαιρετικά συναρπαστικών πολυμερών βιολογικής εφαρμογής. 

Τα πολυμερή είναι οι μόνοι γνωστοί κανονικοί πολυαιθέρες που αποτελούνται από μονάδες υδατανθράκων στην κύρια αλυσίδα του πολυμερούς.Berman E.L., Gorkovenko, A.A., and Ponomarenko, V.A. "Structure and Polymerizability of 1,6;2,3 and 1,6;3,4¬ Dianhydrohexapyranoses" Polymer Sci. USSR, 1988, 30, 497¬-502Berman, E.L., “New Glucose Polymers” in “Levoglucosenone and Levoglucosanes: Symposium: 204th National meeting”, Zbigniew J. Witczak (editor), American Chemical Society. Division of Carbohydrate Chemistry, 189-214. Publisher: A T L Press, Scientific Publishers  

 Λειτουργίες 
Οι γλυκάνες εξυπηρετούν ένα ποικίλο σύνολο λειτουργιών. 

Μέσα στο κύτταρο, ορισμένες γλυκάνες αποθηκεύουν ενέργεια, άλλες ενισχύουν την κυτταρική δομή και συνοχή, επίσης δύναται να συμπεριφέρονται με αναγνώριση και ενισχύουν την προστατευτική δράση έναντι σε παθογόνους μικροοργανισμούς.

Το γλυκογόνο και το άμυλο είναι αξιοσημείωτης σημασίας γλυκάνες, που είναι υπεύθυνες για την αποθήκευση ενέργειας για το κύτταρο. 

Μόρια υποδοχέων του ανοσοποιητικού συστήματος, όπως ο υποδοχέας του συμπληρώματος 3, ή ο υποδοχέας CR3, και ο υποδοχέας CD5, αναγνωρίζουν και συνδέονται με τις β-γλυκάνες στις επιφάνειες των κυττάρων που εισβάλλουν.

 Παραπομπές 

Κατηγορία:Πολυσακχαρίτες