אוליגוסכרידים – הבדלי גרסאות

תוכן שנמחק תוכן שנוסף
←‏אוליגוסכרידים בחלב האם: , מיזוג הערות אוטומטי, החלפות (פיזיק, ליניארי, על ידי , תת-, {{הערות שוליים}}, == שיטות לאפיון כימי של אוליגוסכרידים ==, , , ספציפי", פונקציונלי)
שורה 1:
'''אוליגוסכרידים''' (מ[[יוונית עתיקה]]: '''ὀλίγος''' - '''אוליגו''' ('מעט') ו-'''σάκχαρ''' - '''סכר''' ('סוכר')) הם [[פחמימה|פחמימות]] עם רמת [[פילמור]] נמוכה, ובהתאם [[מסה מולקולרית]] נמוכה, בעלי תפקידים מבניים ופיסיקלייםופיזיקליים רבים ומגוונים במערכות ביולוגיות.
 
האוליגוסכרידים מורכבים מ[[חד-סוכר|מחד-סוכרים]]ים שנקשרים יחד [[קשר גליקוזידי|בקשרים גליקוזידיים]] בתהליך הפילמור של חד הסוכרים. מקובל להגדיר את האוליגוסכרידים כפחמימות המכילות בין 2 עד 20 תתי-יחידות של חד סוכר, אך בהתאם להגדרת [[מונחון IUPAC|מנחון IUPAC]] , הקריטריון להבדיל בין אוליגוסכרידים [[רב-סוכר|לפוליסכרידים]] הינוהוא 10 תת-יחידות, למרותאף על פי שאין בסיס כימי או [[פיזיולוגיה|פיזיולוגי]] להגדרה זו. כיוון שישנה מחלוקת לגבי ההגדרה המדויקת של אוליגוסכרידים, הוגדר המושג "שרשראות פחמתיות קצרות" אשר מתייחס לקבוצה חדשה של פחמימות המכילה הן את האוליגוסכרידים והן פוליסכרידים קצרים.<ref name=":0">{{צ-מאמר|מחבר=Marcel Roberfroid, Joanne Slavin|שם=Nondigestible Oligosaccharides|כתב עת=Critical Reviews in Food science and Nutrition}}</ref>
 
לאוליגוסככרידים פוטנציאל [[קונפיגורציה מולקולרית|סידור מרחבי (קונפיגורציות)]] גדול יותר ביחס לכל [[מקרומולקולה]] ביולוגית אחרת הודות למגוון הרחב של חד הסוכרים הקיים בטבע. מוכרים למעלה מ-100 חד סוכרים שונים (בהשוואה ל- 21ל־21 [[חומצת אמינו|חומצות האמינו]] המרכיבות את כל ה[[חלבון|חלבונים]]). אפילו מספר קטן של חד סוכרים יכול לייצר מספר רב של אוליגוסכרידים, כולל מבנים ליניאריים ומבנים מסועפים שנחשבים לייחודיים בהשוואה לשאר המקרומולקולות. מספר [[איזומר|האיזומרים]] המבניים האפשריים למבנים לינארייםליניאריים ומבנים מסועפים של היקסאסכריד (שרשרת של ששה סוכרים) הינוהוא יותר מ-10<sup>12</sup>.<ref name=":1">{{צ-מאמר|מחבר=Anne Imberty, Serge Perez|שם=Structure, Conformation, and Dynamics of Bioactive Oligosaccharides: Theoretical Approaches and Experimental Validations|כתב עת=2000 American Chemical Society}}</ref>
 
לאוליגוסכרידים שונים תכונות פונקציונאליותפונקציונליות שונות ולכן נעשה בהם שימוש למטרות רבות ושונות בתעשייה והן למטרות רפואיות, כגון [[חומרי מזון|חומרים מזון]], קוסמטיקה, חומרים מעוררים למערכת החיסון ועוד.<ref name=":2">{{צ-מאמר|מחבר=Chao Zhao et al|שם=Functional properties, structural studies and chemo-enzymatic
synthesis of oligosaccharides|כתב עת=Trends in Food Science and Technology}}</ref>
 
== עיכול אוליגוסכרידים בגוף האדם ==
חד-סוכרים מהווים את תת -היחידות של האוליגוסכרידים המחוברים יחד בקשר גליקוזידי באמצעות [[הידרוקסיל|ההידרוקסיל]] המחובר [[אנומר|לפחמן האנומרי]] של אחד משני חד-הסוכרים. מבנה זה מעכב את הפעילות ההידרוליטית של [[אנזימי עיכול|אנזימי העיכול]], ועל כן האוליגוסכרידים אינם ניתנים לעיכול על ידי אנזימי העיכול של האדם<ref name=":0">{{צ-מאמר|מחבר=Marcel Roberfroid, Joanne Slavinהערה|שם=Nondigestible Oligosaccharides|כתב עת=Critical Reviews in Food science and Nutrition:0}}</ref>. אוליגוסכרידים בלתי ניתנים לעיכול נמצאים במוצרי מזון פחמימתיים בעיקר, ולרוב מורכבים מתת יחידות של חד-סוכרים כמו [[גלוקוז]], [[גלקטוז]], [[פרוקטוז]] ו[[קסילוז]]<ref name=":0">{{צ-מאמר|מחבר=Marcel Roberfroid, Joanne Slavinהערה|שם=Nondigestible Oligosaccharides|כתב עת=Critical Reviews in Food science and Nutrition:0}}</ref>.  אנזימים ממקור בקטריאלי הנמצאים במעי מסוגלים לפרק חלק מהאוליגוסכרידים כך שיכולו להיספג בגוף האדם. אלו שלא נספגים או מפורקים באופן חלקי מוצאים בצואה.)<ref name=":4">{{צ-מאמר|מחבר=Montserrat Rivero-Urgell, Alicia Santamaria-Orleans|שם=Oligosaccharides: application in infant food|כתב עת=Early Human Development}}</ref>
 
אוליגוסכרידים בלתי ניתנים לעיכול מסיסים במים בקלות ומעניקים מתיקות, אך ערך המתיקות תלוי בצורה ישירה באורך השרשרת. ככל שהשרשרת של האוליגוסכריד ארוכה יותר, ערך המתיקות שלו נמוך יותר<ref name=":0">{{צ-מאמר|מחבר=Marcel Roberfroid, Joanne Slavinהערה|שם=Nondigestible Oligosaccharides|כתב עת=Critical Reviews in Food science and Nutrition:0}}</ref>.
 
ישנן כמה שיטות להכנת אוליגוסכרידים בלתי ניתנים לעיכול . לדוגמה, הוצאת מולקולות מים מהשרשרת של האוליגוסכריד, הידרוליזה אנזימטית חלקית של האוליגוסכרידים או סינתזה אנזימטית מאחד או יותר (תערובת) של דו-סוכרים ע"יעל ידי שימוש באוסיל-טראנספראזות (למשל, פרוקטו-אוליגוסכרידים המורכבים מסוכרוז).
 
== אוליגוסכרידים בביולוגיה ותפקידים ==
לאוליגוסכרידים תפקידים ביולוגיים רבים, כאלה הנחשבים לטרוויאליים ואחרים הנחשבים לתפקידים מהותיים בהתפתחות, גדילת ותפקוד [[אורגניזם|האורגניזמים]] השונים. אותו האוליגוסכריד יכול לתפקד בתפקידים שונים באותו האורגניזים בזמנים שונים במהלך חייו, או במיקומים שונים בגוף האורגניזם. כל התאים עטופים או ע"יעל ידי גליקו-חלבונים או ע"יעל ידי גליקו-ליפידים, כך ששני מרכיבים אלו מסייעים בהגדרת סוג התא ומהותו. חלבונים שקושרים פחמימות, למשל [[לקטין]] (חלבון הקושר סוכר בספיציפיות גבוהה). הם בעל יכולת לזיהוי אוליגוסכרידים ספיציים בהתבססות על הרצף שלהם ובכך מספקים מידע חשוב לזיהוי ביולוגי של התאים וכן, מידע דרוש לתאים עצמם.
 
חלק מהאוליגוסכרידים מהווים [[מולקולה|מולקולת]] מטרה לאורגניזמים או לטוקסינים [[פתוגניות|פתוגניים]]. המאפיינים המשותפים היחידים של התפקידים המגוונים של האוליגוסכרידים באורגניזמים השונים הם כי האוליגוסכרידים מתווכים תהליכי "זיהוי ספיציפיספציפי" או שהם מספקים [[אפנון]] לתהליכם ביולוגיים שונים. בעשייתם זאת, האוליגוסכרידים מספקים את המגוון הרחב של התפקודים הנחושים לאבולוציה והתפתחות סוגים שוניים של תאים, רקמות, איברים ואורגניזמים. ישנו מספר מוגבל של גנים בגנום המקודד למגוון כה רחב, ועל כן עובדת גיוון וריבוי התפקידים של אותו האוליגוסכריד במיקומים שונים ובזמנים שונים בחיי האורגניזים אינה מפתיעה.<ref name=":1" />
 
התפקידים הביולוגיים השונים והמגוונים של האוליגוסכרידים מהווים חלק גדול מהמגוון התפקודי הנדרש להתפתחות והתמיינות של אורגניזמים מורכבים, ולאינטראקציות שלהם עם אורגניזמים אחרים בסביבה.
 
מבין המגוון הרחב של התפקידים הביולוגיים של האוליגוסכרידים: ייצוב פיסקלי של רקמות, הגנה מפני מיקרואורגניזמים, תפקידים מבניים, היקשרות לפני השטח של התאים, השפעה על תפקוד החלבונים “on-off”, רצפטורים ספיציפיים למגוון מולקולות, תקשורת בין תאית ותקשורת תוך תאית.<ref name=":1" />
 
== אוליגוסכרידים בחלב האם ==
שורה 28:
אוליגוסכרידים בחלב אם מורכבים ממספרים קטנים של חד סוכרים 3–10 או יותר, ומהווים פרמטר עיקרי בהתפתחות מערכת העיכול ומערכת החיסון של התינוק. חלב התפתח כמזון מלא להזנת יונקים במהלך הינקות<ref name=":2">{{צ-מאמר|מחבר=Chao Zhao et al|שם=Functional properties, structural studies and chemo-enzymatic
synthesis of oligosaccharides|כתב עת=Trends in Food Science and Technology}}</ref>. אוליגוסכרידים בחלב אם מורכבים מ-5 חד סוכרים עיקריים, גלוקוז, גלקטוז, N-acetylglucosamine, fucose עם חומצה סיאלית ו- N-acetylneuraminic acid<ref name=":3">{{צ-מאמר|מחבר=Lars Bode|שם=Human milk oligosaccharides: Every baby needs
a sugar mama|כתב עת=Glycobiology}}</ref>. חלק מהאוליגוסכרידים בחלב אם אינם יכולים להיספג בגוף התינוק בצורה ישירה והם עוברים פירוק על ידי אנזימים שמקורם בחיידקי המעי  שמסייעים בהתפתחות התינוק. תוצרי הפירוק של אותם אוליגוסכרידים (למשל, פרוקטוז וחומצה סיאלית) זמינים לעיכול בגוף התינוק.<ref name=":4">{{צ-מאמר|מחבר=Montserrat Rivero-Urgell, Alicia Santamaria-Orleansהערה|שם=Oligosaccharides: application in infant food|כתב עת=Early Human Development4}}</ref>
 
בהשוואה לשאר היונקים, חלב האם של בני האדם נחשב לייחודי כיוון שהוא מכיל מגוון רחב של יותר מ-150 סוגים שונים של אוליגוסכרידים. קבוצות האוליגוסכרידים המיוצרות בגופה של האישה נבדלות בין אישה לאחרת.<ref name=":1" /><ref name=":3">{{צ-מאמר|מחבר=Lars Bode|שם=Human milk oligosaccharides: Every baby needs
a sugar mama|כתב עת=Glycobiology}}</ref><ref name=":2">{{צ-מאמר|מחבר=Chao Zhao et al|שם=Functional properties, structural studies and chemo-enzymatic
synthesis of oligosaccharides|כתב עת=Trends in Food Science and Technology}}</ref> סינתזת אוליגוסכרידים בחלב האם משקפת את מאפייני קבוצות הדם של האישה אשר תלויה באופן ישיר בביטוי של [[טרנספראז|גליקוזיל-טרנספראזות]] מסוימות.
== שיטות לאפיון כימי של אוליגוסכרידים: ==
 
 
 
== שיטות לאפיון כימי של אוליגוסכרידים: ==
[[ספקטרומטר מסה]] הוא מכשיר רגיש מאוד ועוצמת הזיהוי שלו גבוהה והוא משמש ככלי להבהרת מבנה האוליגוסכרידים. המידע שהמסה-ספקטרומטר מפרט על אוליגוסכרידים- מסה מולקולרית מדויקת, אורך השרשרת של האוליגוסכריד, חד הסוכרים המרכיבים את השרשראות, הקשרים ומיקום השינויים המתרחשים בשרשראות.<ref>{{צ-מאמר|מחבר=Kit-Leong Cheong et al|שם=Oligosaccharides Derived from Red Seaweed: Production, Properties, and Potential Health and Cosmetic Applications}}</ref>
 
מכשיר [[תהודה מגנטית גרעינית]] הוא מכשיר חזק המבצע ניתוח מבני לאוליגוסכרידים. מכשיר זה מספק מידע על מבנה האוליגוסכרידים כולל חד הסוכרים המרכיבים את השרשרת, סוג הקשר ( α או  β) של האוליגוסכרידים, תכונות הקשרים בין חד הסוכרים וגם מספק מידע על סדר חד הסוכרים.
 
קביעה כמותית של אוליגוסכרידים בתמצית יכולה להתבצע באמצעות שלוש שיטות אפשריים- שיטה אנזימית, הפרדה באמצעות [[כרומטוגרפיה|כרומטוגרפיית נייר]] ולאחר מכן הערכה כמותית של פרקציות האוליגוסכרידים הטהורים ו[[HPLC|כרומטוגרפיה נוזלית בביצוע גבוה]] לקביעה כמותית של אוליגוסכרידים טהורים. עם זאת, יש לזכור שיש להשתמש בדוגמאות אותנטיות של הסוכרים כסמנים. בסדרה הומולוגית של אוליגוסכרידים, אם הסמנים ההומולוגיים הגבוהים אינם ברורים או אינם זמינים, ניתן לבצע זיהוי מהניידות של כרומטוגרפיות הנייר של האוליגוסכרידים.<ref name=":2">{{צ-מאמר|מחבר=Chao Zhao et al|שם=Functional properties, structural studies and chemo-enzymatic
שורה 45 ⟵ 42:
 
== הערות שוליים ==
{{הערות שוליים}}
<references />