Klasifikasi Hemicellulose, Struktur, Biosintesis, Fungsi

Hemicellulose Ini adalah istilah yang digunakan untuk menunjuk kelompok polisakarida yang sangat beragam yang ada di dinding sel banyak tanaman dan yang mewakili lebih dari sepertiga dari biomassa struktur ini.

Konsep ini diusulkan oleh Johann Heinrich Schulze untuk menunjuk polisakarida selain pati dan bekerja sama dengan selulosa yang dapat dilepas dari dinding sel tanaman atas melalui penggunaan larutan alkali alkali.

Representasi grafis dari struktur molekul xilano, hemiselulosa (sumber: yikrazuul [domain publik] melalui wikimedia commons)

Polisakarida ini terdiri dari kerangka glukan yang disatukan oleh ikatan β-1,4 yang memiliki substituen glikosilasi yang berbeda dan yang mampu berinteraksi satu sama lain dan dengan serat selulosa melalui jembatan hidrogen (interaksi non-kovalen).

Tidak seperti selulosa, yang membentuk mikrofiber yang dikemas dengan kuat, hemicellulius memiliki struktur yang agak amorf, yang larut dalam larutan berair.

Karena lebih dari sepertiga dari berat kering sel tanaman sesuai dengan hemisel, banyak minat saat ini ada tentang produksi biofuel dan senyawa kimia lainnya dengan memproses polisakarida ini.

[TOC]

Klasifikasi dan Struktur

Hemicellulous saat ini dibagi menjadi empat jenis molekul yang berbeda secara struktural: xylans, glycanos, β-glukan dan xyloglucanos. Tiga jenis hemiselulosa ini memiliki distribusi dan pola lokasi yang berbeda, selain perbedaan penting lainnya.

Xilanos

Mereka adalah komponen hemiselulositik utama yang ada di dinding sel sekunder tanaman dikotilika. Mereka mewakili lebih dari 25% dari biomassa tanaman kayu dan herba dan sekitar 50% pada beberapa spesies monokotilus.

Xylans adalah heteropolimer yang terdiri dari d-xylopylaese yang dihubungkan oleh ikatan β-1,4 dan yang dapat memiliki konsekuensi pendek. Kelompok ini dibagi lagi menjadi homoxylans dan heteroksi, di antaranya adalah glukoronoksilan dan polisakarida kompleks lainnya.

Dapat melayani Anda: populus

Molekul -molekul ini dapat diisolasi dari sumber tanaman yang berbeda: dari serat biji rami, bubur bit, bestise tebu, dedak gandum dan lainnya.

Berat molekulnya mungkin sangat bervariasi, tergantung pada jenis xylane dan spesies tanaman. Kisaran yang ditemukan di alam biasanya mencakup dari 5.000 g/mol hingga lebih dari 350.000 g/mol, tetapi sangat tergantung pada tingkat hidrasi dan faktor lainnya.

D-Man Glycans

Jenis polisakarida ini ditemukan di tanaman atas dalam bentuk Galactomanans dan Glucomanans, yang terdiri dari rantai linier D-manpopirosase yang dihubungkan oleh ikatan β-1,4 dan oleh residu D-manpopylas dan D-glukopiran yang disatukan oleh β β Tautan oleh β β tautan -1,4, masing -masing.

Kedua jenis glycanos dapat memiliki residu D-galatopiranosa bersatu dengan kerangka utama molekul di posisi yang berbeda.

Galactomanan. Glucomanans, di sisi lain, adalah komponen hemiselulositik utama dari dinding sel kayu lunak.

β-glukan

GLUCAN adalah komponen hemiselulositik dari biji -bijian sereal dan sebagian besar di rumput dan poaceae pada umumnya. Pada tanaman ini, β-glukan adalah molekul utama yang terkait dengan mikrofiber selulosa selama pertumbuhan sel.

Strukturnya linier dan terdiri dari residu glukopofan bersatu melalui campuran β-1,4 (70%) dan β-1,3 (30%) (30%) (30%). Berat molekul yang dilaporkan untuk sereal bervariasi antara 0.065 hingga 3 x 10e6 g/mol, tetapi ada perbedaan yang terkait dengan spesies tempat mereka dipelajari.

Xiloglucanos

Polisakarida hemiselulositik ini ditemukan di tanaman atas dan merupakan salah satu bahan struktural yang paling melimpah dari dinding sel. Dalam angiosperma dicotyledonous itu mewakili lebih dari 20% polisakarida dinding, sedangkan di rumput dan monokotil lainnya mewakili hingga 5%.

Dapat melayani Anda: Siklus Hidup Tanaman: Tahapan dan Karakteristiknya

Xiloglucanos terdiri dari kerangka yang mirip dengan selulosa, yang terdiri dari unit glukopiran yang dihubungkan oleh ikatan β-1,4, yang terkait dengan residu α-d-xylopyranous melalui karbonnya di posisi 6.

Polisakarida ini berikatan erat dengan mikrofiber selulosa dinding sel dengan jembatan hidrogen, berkontribusi pada stabilisasi jaringan selulositik.

Biosintesis

Sebagian besar polisakarida membran disintesis dari gula nukleotida aktif yang sangat spesifik.

Gula ini digunakan oleh enzim glikosiltransferase di kompleks Golgi, yang bertanggung jawab untuk pembentukan hubungan glukosida antara monomer dan sintesis polimer yang dimaksud.

Kerangka selulositik xyloglucan disintesis oleh anggota keluarga protein yang bertanggung jawab untuk sintesis selulosa, dikodekan oleh keluarga genetik CSLC.

Fungsi

Serta komposisinya bervariasi tergantung pada spesies tanaman yang dipelajari, fungsi hemicellulius juga. Yang utama adalah:

Fungsi biologis

Dalam pembentukan dinding sel tanaman dan organisme lain dengan sel yang mirip dengan sel tanaman, berbagai jenis hemisellous memenuhi fungsi penting dalam hal -hal struktural berkat kemampuan mereka untuk mengaitkan secara kovalen dengan selulosa selulosa.

Xilanos, salah satu jenis hemiselulosa, sangat penting dalam pengerasan dinding sel sekunder yang dikembangkan oleh beberapa spesies tanaman.

Pada beberapa spesies tanaman seperti asam, biji, bukan pati, menyimpan xyloglucans yang dimobilisasi berkat aksi enzim yang ada di dinding sel dan ini terjadi selama proses perkecambahan, di mana energi dipasok ke embrio yang terkandung dalam benih.

Dapat melayani Anda: 13 jamur yang punah dan karakteristiknya

Fungsi dan kepentingan komersial

Hemicellulose yang disimpan dalam biji seperti asam dieksploitasi secara komersial untuk produksi aditif yang digunakan dalam industri makanan.

Contoh dari aditif ini adalah karet Tamarindo "dan karet" guar "atau" guaran "(diekstraksi dari semacam legum).

Dalam industri Baker, kehadiran Arabinoksi dapat mempengaruhi kualitas produk yang diperoleh, dengan cara yang sama seperti itu, karena viskositasnya yang khas, mereka juga mempengaruhi produksi bir.

Kehadiran jenis selulosa tertentu di beberapa jaringan tanaman dapat sangat mempengaruhi penggunaan jaringan ini untuk produksi biofuel.

Biasanya, penambahan enzim hemisel adalah praktik umum untuk mengatasi ketidaknyamanan ini. Tetapi dengan munculnya biologi molekuler dan teknik lainnya yang sangat berguna, beberapa peneliti bekerja pada desain tanaman transgenik yang menghasilkan jenis hemiselulosa tertentu.

Referensi

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, to., Schultink, a., & Xiong, G. (2013). Biosintesis hemiselulosa. Tanaman, 1-16.
3. Saha, b. C. (2003). Biokonversi hemiselulosa. Jic Microbiol Biotechnol, 30, 279-291.
4. Scheller, h. V., & Ulvskov, P. (2010). Hemicellulosses. Annu. Putaran. Tanaman. Fisiol., 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). Karakteristik pirolisis hemiselulosa, selulosa dan lignin. Bahan bakar, 86, 1781-1788.