Polysaccharide

Homoglycane sind Polysaccharide, die nur aus einem einzigen Monosaccharid-Typ aufgebaut sind, meist Glucose. Sie dienen hauptsächlich als Energiespeicher.

Wichtige Homoglycane und ihre Eigenschaften:

• Glycogen: Hauptsächlicher Energiespeicher in Leber und Muskel
  • Besteht aus Glucose
  • Bindungen
    • Hauptkette: α1→4-glycosidisch
    • Verzweigungen: α1→6-glycosidisch
  • Stark verzweigt, was schnelle Freisetzung von Glucose ermöglicht
• Stärke: Energiespeicher in Pflanzen
  • Besteht aus Glucose
  • Zwei Bestandteile:
    • Amylopektin: Verzweigt mit α1→4 und α1→6-Bindungen (ca. 70%)
    • Amylose: Lineare α1→4-Bindungen (ca. 30%)
  • Bildet helikale (spiralförmige) Ketten
• Cellulose: Strukturelles Polysaccharid in der Zellwand von Pflanzen
  • Besteht aus Glucose
  • Bindung: β1→4-glycosidisch
  • Kann vom menschlichen Verdauungssystem nicht abgebaut werden, da das Enzym Cellulase fehlt, und dient daher als Ballaststoff

Heteroglycane sind komplexe Kohlenhydrate, die aus verschiedenen Monosaccharid-Bausteinen bestehen. Sie übernehmen verschiedene Funktionen in der extrazellulären Matrix und sind oft an Proteine gebunden. Je nach ihrer Zusammensetzung und Funktion können Heteroglycane als Glycoproteine, Glycosaminoglycane oder Proteoglycane vorkommen.

Wichtige Typen und Eigenschaften von Heteroglycanen:

• Glycoproteine:
  • Sind Proteine mit kovalent gebundenen Zuckerresten (Oligosacchariden) aus 5-15 Monosaccharidbausteinen
  • Zucker sind über N- oder O-glycosidische Bindungen an Proteine gebunden
  • Häufig modifizierte Kohlenhydratketten mit verschiedenen Zuckerbausteinen (z. B. Glucose, Galactose, N-Acetylneuraminsäure (NANA))
  • Bei Plasmaproteinen ist die letzte Monosaccharideinheit in der Glycosylierung oft ein negativ geladenes Molekül der N-Acetylneuraminsäure (NANA)
  • NANA-Endungen bestimmen die Lebensdauer von Plasmaproteinen im Blutkreislauf:
    • Neuraminidase: Entfernt im Laufe der Zeit NANA-Moleküle
    • Asialoglycoproteinrezeptoren in der Leber: Erkennen Plasmaproteine ohne NANA und leiten deren Abbau ein.
• Glycosaminoglycane
  • Lange, unverzweigte Polysaccharidketten mit Disaccharideinheiten aus Uronsäure und Aminozucker (meist N-Acetylglucosamin)
  • Eigenschaften:
    • Hohe Wasserspeicherkapazität durch polare Modifikationen (Sulfatierung und Carboxylierung)
• Beispiele:
  • Hyaluronsäure: Wichtig für die Wasserbindung in Haut und Gelenken
  • Heparin: Stark negativ geladen, wirkt als natürlicher Gerinnungshemmer
  • Chondroitinsulfat: Bedeutsam für die Struktur des Knorpels
  • Keratansulfat: Unterstützt die Struktur von Knorpel und Hornhaut
• Proteoglycane:
  • Bestehen überwiegend aus Kohlenhydraten, die kovalent an ein „Proteinskelett“ gebunden sind
  • Enthalten viele wiederholende Disaccharidbausteine • Funktionen:
    • Tragen zur Struktur der extrazellulären Matrix bei
    • Polyanionische Eigenschaften durch Sulfat- und Carboxylgruppen erhöhen ihre Bindungskapazität für Wasser und Ionen.