רב-סוכר

רב־סוכר (Polysaccharides, glycans) הוא ביופולימר המורכב ממונומרים של חד סוכרים, בתחום התזונה נקראים רב סוכרים גם פחמימות מורכבות. מולקולות רב סוכר בנויות משרשראות ארוכות של חד סוכרים המחוברים זה לזה, השרשראות יכולות להיות מסועפות או ישרות. מבנם הגדול הלא-קוטבי הופך את הרב סוכרים לבלתי מסיסים במים. רב סוכרים הם חסרי טעם מתוק בניגוד לאוליגו-סוכרים ולדו-סוכרים

מבנה כימי

ניתן לחלק את הרב-סוכרים לשתי קבוצות עיקריות: הומופוליסכרידים והטרופוליסכרידים. בקבוצה הראשונה כל הפולימר מורכב ממונומרים של חד סוכרים הזהים זה לזה, בקבוצה השנייה הפולימר מורכב מיחידות שונות של חד סוכרים. בכול קבוצה השרשרת יכולה להכיל הסתעפויות רבות, או כלל לא להיות מסועפת. הקשר המחבר כל שני מונומרים הוא קשר גליקוזידי, ולכן רב סוכרים מכילים המון קבוצות פונקציונליות מסוג אצטל וקטאל, כמו כן חלק מרב הסוכרים מכילים קצה מחזר. כפועל יוצא מהקשר הגליקוזידי, על המבנה המרחבי של הפוליסכריד נוצרים אילוצים זוויתיים מה שמקנה לחלק מן הפוליסכרידים צורות מובחנות. לדוגמה העמילן והגליקוגן בנויים מגלוקוזים המקושרים ביניהם בקשר של $\alpha (1\rightarrow 4)$, כלומר הפחמן האנומרי בקשר מחובר אל החמצן היושב על פחמן 4 של הגלוקוז הבא בתור. כתוצאה מכך כל חד סוכר נמצא בזווית של 60 מעלות לסוכר הבא, מה שיוצר מבנה פולימר בעל מבנה סלילי המשלים סיבוב כל שישה מונומרים.

• 
  סכמה המתארת את העמילוז, רב סוכר היוצר מבנה מרחבי של סליל. ניתן לראות למעלה את המונומרים המרכיבים אותו, ולמטה סכמה המציגה את האילוץ הזוויתי

מלבד המבנה הסלילי מכילים חלק מהעמילנים ומהגליקוגנים הסתעפויות המתפצלות לאחר כל מספר קבוע של מונומרים המשתנה בין סוגים שונים. פיצול זה קורה באמצעות קישור של $\alpha (1\rightarrow 6)$, ויוצר מבנה מסועף ודחוס.

• 
  מבנה של גליקוגן, בתוך הגליקוגן ניתן לראות את האנזים גליקוגלין אשר מזרז את התגובה הכימית המשמשת כתחל לאנזימים אחרים שמסנטזים גליקוגן מגלוקוזים.

פרמטרים נוספים המשפיעים על התכונות של הפולימר הם למשל יכולתו ליצור קשרי מימן או יכולתו למשוך מולקולות מים מהתמיסה בה הוא נמצא.

פירוק של רב סוכרים

רב סוכרים יכולים לעבור פירוק ליחידות קטנות באמצעות עמילאז, זרז חלבוני, בתגובת הידרוליזה.

מולקולות בעלות סוכרים מצומדים (glycoconjugates)

מלבד מבנים הבנויים מסוכרים בלבד, בטבע ישנם גם מבנים הבנויים מסוכרים המצומדים למולקולות אורגניות נוספות כמו ליפידים וחלבונים. למבנים אלה תפקידים חשובים בביולוגיה.

פרוטאוגליקנים

פרק זה לוקה בחסר. אנא תרמו לוויקיפדיה והשלימו אותו. ייתכן שתמצאו פירוט בדף השיחה.

גליקופרוטאינים

פרק זה לוקה בחסר. אנא תרמו לוויקיפדיה והשלימו אותו. ייתכן שתמצאו פירוט בדף השיחה.

גליקוספינגוליפידים

פרק זה לוקה בחסר. אנא תרמו לוויקיפדיה והשלימו אותו. ייתכן שתמצאו פירוט בדף השיחה.

שימושים בעולם החי

ציקדה עומדת על נשל של השלד החיצון שלה

רב סוכרים נמצאים בשימוש נרחב בעולם החי, והם חלק מתהליכי החיים הבסיסיים ביותר. עמילנים וגליקוגנים, שתי משפחות של הומופוליסכרידים נפוצים משמשים כמאגרי גלוקוז בתא בזכות נטייתם ליצור צורה במרחב מאוד קומפקטית כתוצאה מקשרים זוויתיים. הגלוקוז משמש חומר מוצר להליך הגליקוליזה, החלק הראשון בנשימה התאית ועמילן וגליקוגן תאית הומופולסכריד נפוץ בצמחים, מרכיבה את דופן התא בצמחים והיא המרכיב העיקרי בעץ ובכותנה. התאית בנויה משרשראות ליניאריות ארוכות של חד-סוכרים המייוצבות ביניהם ובתוכן בקשרי מימן, דבר היוצר סיבים עמידים. כיטין בדומה לתאית גם הוא פולימר ליניארי המיוצב על ידי קשרי מימן, עם זאת המונומרים שלו מכילים מתמיר חנקני. שרשרת המונומרים עם המתמיר החנקני וקשרי המימן יוצרת מבנה קשיח מאוד. מבנה זה משמש כחומר הבסיס של השלד החיצון של חסרי חוליות רבים - חרקים, לובסטרים, עקרבים וכדומה. דופן תא החיידקים מכילה פולימר ליניארי של סוכרים שונים, פולימרים אלו מחוברים זה לזה באמצעות שרשראות חלבוניות קצרות. אנטיביוטיקות רבות משבשות את הקישור הזה באמצעות מניעת הקישור של הסוכרים לשרשראות החלבוניות ובכך מחלישה משמעותית את מנגנוני ההגנה של החיידק.

מטבוליזם של רב סוכרים בגוף האדם

פרק זה לוקה בחסר. אנא תרמו לוויקיפדיה והשלימו אותו. ייתכן שתמצאו פירוט בדף השיחה.

לקריאה נוספת

Lehninger, A. L., Nelson, D. L., Cox, M. M., & Cox, M. M. (2005). Lehninger principles of biochemistry. Macmillan.

קישורים חיצוניים

• רב-סוכר, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית)
• רבי-סוכרים, דף שער בספרייה הלאומית