Klasifikasi hemiselulosa, struktur, biosintesis, fungsi

Hemicellulose Ini adalah istilah yang digunakan untuk menetapkan kumpulan polysaccharides yang sangat pelbagai yang terdapat di dinding sel banyak tumbuhan dan yang mewakili lebih dari satu pertiga daripada biomassa struktur ini.

Konsep ini dicadangkan oleh Johann Heinrich Schulze untuk menetapkan polysaccharides selain daripada kanji dan bersekutu dengan selulosa yang boleh ditanggalkan dari dinding sel tumbuhan atas melalui penggunaan larutan alkali.

Perwakilan grafik struktur molekul xilano, hemiselulosa (sumber: yikrazuul [domain awam] melalui wikimedia commons)

Polysaccharides ini terdiri daripada rangka glucan yang disatukan oleh ikatan β-1,4 yang mempunyai substituen glikosilat yang berbeza dan yang dapat berinteraksi antara satu sama lain dan dengan serat selulosa melalui jambatan hidrogen (interaksi bukan kovalen).

Tidak seperti selulosa, yang membentuk mikrofiber yang kuat, Hemicellulius mempunyai struktur yang agak amorf, yang larut dalam larutan akueus.

Oleh kerana lebih daripada satu pertiga daripada berat kering sel tumbuhan sepadan dengan hemiclulous, banyak minat kini wujud mengenai pengeluaran biofuel dan sebatian kimia lain dengan memproses polysaccharides ini.

[TOC]

Klasifikasi dan struktur

Hemicellulous pada masa ini dibahagikan kepada empat jenis molekul struktur yang berbeza: xylans, glycanos, β-glucans dan xyloglucanos. Ketiga jenis hemiselulosa ini mempunyai corak pengedaran dan lokasi yang berbeza, sebagai tambahan kepada perbezaan penting lain.

Xilanos

Mereka adalah komponen hemiselulositik utama yang terdapat di dinding sel sekunder tumbuhan dicotyledonous. Mereka mewakili lebih daripada 25% biomas tumbuh -tumbuhan berkayu dan herba dan kira -kira 50% dalam beberapa spesies monokotyledonous.

Xylans adalah heteropolimer yang terdiri daripada D-xylopylaese yang dikaitkan dengan bon β-1,4 dan yang boleh mempunyai kesan pendek. Kumpulan ini dibahagikan kepada homoxylans dan heteroxyans, antaranya adalah glucoronoxylans dan polysaccharides kompleks lain.

Boleh melayani anda: populus

Molekul ini boleh diasingkan dari sumber tumbuhan yang berbeza: dari serat biji rami, pulpa bit, bagasse tebu, dedak gandum dan lain -lain.

Berat molekulnya mungkin berbeza -beza, bergantung kepada jenis xylane dan spesies tumbuhan. Julat yang terdapat di alam biasanya meliputi dari 5.000 g/mol sehingga lebih daripada 350.000 g/mol, tetapi ia banyak bergantung pada tahap penghidratan dan faktor lain.

D-Man Glycans

Jenis polysaccharide ini terdapat di tumbuhan atas dalam bentuk galaktan dan glukoman, yang terdiri daripada rantai linear D-manpopirosases yang dikaitkan dengan ikatan β-1,4 dan sisa-sisa D-manpopylas dan D-glucopirans bersatu oleh β Pautan β oleh pautan β β -1,4, masing -masing.

Kedua-dua jenis glycanos boleh mempunyai sisa-sisa D-Galatopiranosa bersatu dengan kerangka utama molekul dalam kedudukan yang berbeza.

Galactomanan. Glucomanans, sebaliknya, adalah komponen hemicellulocytic utama dinding sel kayu lembut.

β-glucans

Glucans adalah komponen hemiselokitik bijirin bijirin dan kebanyakannya di rumput dan poaceae secara umum. Di dalam tumbuhan ini, β-glucans adalah molekul utama yang dikaitkan dengan mikrofiber selulosa semasa pertumbuhan sel.

Strukturnya linear dan terdiri daripada residu glucopophane bersatu melalui campuran campuran β-1,4 (70%) dan β-1,3 (30%) (30%) (30%). Berat molekul yang dilaporkan untuk bijirin berbeza antara 0.065 hingga 3 x 10e6 g/mol, tetapi terdapat perbezaan yang berkaitan dengan spesies di mana mereka dipelajari.

Xiloglucanos

Polysaccharide hemicellulocytic ini terdapat di tumbuhan atas dan merupakan salah satu bahan struktur yang paling banyak dari dinding sel. Dalam angiosperma dicotyledonous ia mewakili lebih daripada 20% polysaccharides dinding, manakala di rumput dan monocotyledon lain ia mewakili sehingga 5%.

Boleh melayani anda: kitaran hayat tumbuhan: peringkat dan ciri mereka

Xiloglucanos terdiri daripada kerangka yang serupa dengan selulosa, terdiri daripada unit glukopyran yang dikaitkan dengan bon β-1,4, yang dikaitkan dengan sisa α-D-xylopyranous melalui karbonnya dalam kedudukan 6.

Polysaccharides ini mengikat rapat dengan mikrofiber selulosa dinding sel oleh jambatan hidrogen, menyumbang kepada penstabilan rangkaian selulositik.

Biosintesis

Sebilangan besar polisakarida membran disintesis dari gula nukleotida yang sangat spesifik.

Gula ini digunakan oleh enzim glycosyltransferase di kompleks Golgi, yang bertanggungjawab untuk pembentukan hubungan glukosid antara monomer dan sintesis polimer yang dipersoalkan.

Kerangka selulositik xyloglucan disintesis oleh ahli keluarga protein yang bertanggungjawab untuk sintesis selulosa, yang dikodkan oleh keluarga genetik CSLC.

Fungsi

Serta komposisinya berbeza -beza bergantung kepada spesies tumbuhan yang dikaji, fungsi hemicellulius juga. Yang utama adalah:

Fungsi biologi

Dalam pembentukan dinding sel tumbuh -tumbuhan dan organisma lain dengan sel yang serupa dengan sel tumbuhan, pelbagai jenis hemicellous memenuhi fungsi penting dalam hal -hal struktur berkat keupayaan mereka untuk mengaitkan tidak kovalen dengan selulosa.

Xilanos, salah satu daripada jenis hemicellulous, amat penting dalam pengerasan dinding sel sekunder yang dibangunkan oleh beberapa spesies tumbuhan.

Di sesetengah spesies tumbuhan seperti asam jawa, benih, bukan kanji, simpan xyloglucans yang digerakkan berkat tindakan enzim yang terdapat di dinding sel dan ini berlaku semasa proses percambahan, di mana tenaga dibekalkan kepada embrio yang terkandung dalam benih.

Boleh melayani anda: 13 kulat yang sudah pupus dan ciri -cirinya

Fungsi dan kepentingan komersial

Hemicellulose yang disimpan dalam biji seperti asam asam dieksploitasi secara komersil untuk pengeluaran bahan tambahan yang digunakan dalam industri makanan.

Contoh bahan tambahan ini adalah getah Tamarindo "dan getah" guar "atau" guaran "(diekstrak dari sejenis legum).

Dalam industri Baker, kehadiran arabinoksyan dapat mempengaruhi kualiti produk yang diperoleh, dengan cara yang sama, disebabkan oleh kelikatannya, mereka juga mempengaruhi pengeluaran bir.

Kehadiran jenis selulosa tertentu di sesetengah tisu tumbuhan dapat mempengaruhi penggunaan tisu -tisu ini untuk pengeluaran biofuel.

Biasanya, penambahan enzim hemisum adalah amalan biasa untuk mengatasi kesulitan ini. Tetapi dengan kemunculan biologi molekul dan teknik lain yang sangat berguna, sesetengah penyelidik bekerja pada reka bentuk tumbuhan transgenik yang menghasilkan jenis hemiselulosa tertentu.

Rujukan

1. Ebringerová, a., Hromádková, Z., & Heinze, t. (2005). Hemicellulose. Adv. Polim. Sci., 186, 1-67.
2. Pauly, m., Gille, s., Liu, l., Mansoori, n., Souza, kepada., Schultink, a., & Xiong, g. (2013). Biosintesis hemiselulosa. Tumbuhan, 1-16.
3. Saha, b. C. (2003). Hemicellulose Bioconversion. J Indic Microbiol Biotechnol, 30, 279-291.
4. Scheller, h. V., & Ulvskov, p. (2010). Hemicellulosses. Annu. REV. Tumbuhan. Physiol., 61, 263-289.
5. Wyman, c. Dan., Decker, s. R., Himmel, m. Dan., Brady, j. W., & Skopec, c. Dan. (2005). Hidrolisis selulosa dan hemiselulosa.
6. Yang, h., Yan, r., Chen, h., Ho Lee, D., & Zheng, c. (2007). Ciri -ciri hemiselulosa, selulosa dan pirolisis lignin. Bahan api, 86, 1781-1788.