ホモ又はhomoglycansは、多糖類の群に分類複合糖質の群です。これらには、同じタイプの砂糖が10ユニットを超えるすべての炭水化物が含まれます。
多糖類は、グリコシド結合によって繰り返し一緒にリンクされた糖の複数のモノマー（単糖類）で構成される必須高分子です。これらの巨大分子は、地球上で再生可能な天然資源の最大の供給源です。
グルカンホモ多糖の基本単位の例（出典：Homopolysaccharide.svg：* Homopolysaccharide.jpg：Ccostell派生著作：Odysseus1479（トーク）派生著作：Wikimedia Commons経由のOdysseus1479）
ホモ多糖類の良い例は、植物や動物の組織やグリコーゲンに大量に存在するデンプンやセルロースです。
自然界で最も一般的で最も重要なホモ多糖類は、D-グルコース残基で構成されていますが、フルクトース、ガラクトース、マンノース、アラビノース、およびその他の類似の糖またはこれらの誘導体で構成されるホモ多糖類があります。
それらの構造、サイズ、長さ、分子量は非常に多様であり、それらを構成する単糖の種類、およびこれらの単糖が互いに結合する結合と分岐の有無の両方によって決定できます。
それらはそれらが見つかる生物において多くの機能を有しており、その中でエネルギーの貯蔵、細胞の構造化、および多くの植物、動物、真菌および微生物の巨視的な体が際立っている。
特徴と構造
ほとんどの多糖類と同様に、ホモ多糖類は、機能と構造の両方が非常に多様な生体高分子です。
それらは高分子であり、その大きな分子量は本質的にそれらを構成するモノマーまたは単糖の数に依存し、これらは10から数千まで変化し得る。ただし、分子量は一般に不定です。
自然界で最も一般的なホモ多糖は、α型またはβ型のグルコシド結合で結合したグルコース残基で構成されており、その機能が大きく依存します。
α-グルコシド結合は、容易に酵素的に加水分解されるため、予備のホモ多糖で優勢です。一方、β-グルコシド結合は加水分解が難しく、構造的ホモ多糖に一般的です。
構成単糖の特徴
ホモ多糖類を含む多糖類は、構造が環状であり、環原子の1つがほとんど常に酸素原子であり、他は炭素である糖モノマーで構成されていることを発見することは、自然では一般的です。
最も一般的な糖は六炭糖ですが、五炭糖も見られ、それらの環は、考慮される多糖類に応じて、それらの構造的配置の点で異なります。
炭水化物の分類
前に述べたように、ホモ多糖類は多糖類のグループの一部であり、複雑な炭水化物です。
複雑な多糖類には、二糖類（通常、グリコシド結合で結合された2つの糖残基）、オリゴ糖（結合された最大10個の糖残基）、および多糖類（10個を超える残基を持つ）が含まれます。
多糖類は、その組成に応じて、ホモ多糖類とヘテロ多糖類に分けられます。ホモ多糖類は同じ種類の糖で構成されていますが、ヘテロ多糖類は単糖類の複雑な混合物です。
多糖類もその機能によって分類でき、ホモ多糖類とヘテロ多糖類の両方を含む3つの主要なグループがあります：（1）構造、（2）予備、または（3）ゲルの形成。
複雑な炭水化物に加えて、単糖（単一の糖分子）である単純な炭水化物があります。
ホモ多糖、ヘテロ多糖、オリゴ糖、および二糖の両方を加水分解して、それらを構成する単糖にすることができます。
特徴
グルコースは細胞内の主要なエネルギー分子であるため、この糖のホモ多糖類は、即時の代謝機能だけでなく、エネルギーの貯蔵や貯蔵にも特に重要です。
たとえば動物では、予備のホモ多糖類が脂肪に変換されます。これにより、単位質量あたりのエネルギー量が大幅に増加し、細胞内でより「流動的」になり、体の動きに影響を与えます。
産業では、セルロースやキチンなどの構造ホモ多糖類は、さまざまな目的で広く利用されています。
紙、綿、木はセルロースの工業的用途の最も一般的な例であり、これらはまた、それらの発酵および/または加水分解からのエタノールおよびバイオ燃料の生産を含むべきです。
デンプンは、多種多様な植物から抽出および精製され、美食分野と生分解性プラスチックおよび経済的および商業的に重要なその他の化合物の製造の両方で、さまざまな目的に使用されます。
例
スターチ
デンプンは、アミロース（20％）とアミロペクチン（80％）の形のD-グルコース単位で構成されている、水溶性の野菜貯蔵ホモ多糖です。ジャガイモ、米、豆、トウモロコシ、エンドウ豆、さまざまな塊茎が小麦粉に含まれています。
アミロースは、α-1,4タイプのグルコシド結合によって一緒にリンクされたD-グルコースの線状鎖で構成されています。アミロペクチンは、α-1,4結合によって連結されたD-グルコースの鎖で構成されていますが、約25のグルコース残基ごとにα-1,6結合によって連結された分岐も持っています。
グリコーゲン
動物の予備多糖類はグリコーゲンとして知られているホモ多糖類です。デンプンと同様に、グリコーゲンは、α-1,6結合の存在により高度に分岐されたα-1,4結合によって一緒にリンクされたD-グルコースの直鎖から構成されます。
デンプンと比較して、グリコーゲンには10のグルコース残基ごとに分岐があります。この程度の分岐は動物に重要な生理学的影響を与えます。
セルロース
セルロースは、植物生物の細胞壁の基本的な部分を形成する不溶性の構造ホモ多糖です。その構造は、α-1,4結合の代わりにβ-1,4グルコシド結合によって一緒にリンクされたD-グルコース残基の直線鎖で構成されています。
それらの構造にβ結合が存在するおかげで、セルロース鎖は互いに追加の水素結合を形成することができ、圧力に耐えることができる堅い構造を作り出します。
キチン
セルロースと同様に、キチンは、β-1,4タイプのグルコシド結合によって結合されたN-アセチル-グルコサミンの繰り返し単位で構成される不溶性の構造ホモ多糖です。
セルロースと同様に、このタイプの結合は、節足動物や甲殻類の外骨格の理想的な構成要素となる重要な構造特性をキチンに提供します。また、多くの真菌の細胞壁にも存在します。
デキストラン
デキストランは、酵母や細菌に存在する予備のホモ多糖です。これまでのすべてのものと同様に、これもD-グルコースで構成されていますが、主にα-1,6結合によってリンクされています。
このタイプの多糖類の一般的な例は、歯垢細菌の細胞外に存在するものです。
参考文献
- Aspinal、G.（1983）。多糖類の分類。多糖類（第2巻、1〜9ページ）。Academic Press、Inc.
- クレイデン、J。、グリーブス、N。、ウォーレン、S。&ウーザーズ、P。（2001）。有機化学（第1版）。ニューヨーク：オックスフォード大学出版局。
- Delgado、LL、&Masuelli、M.（2019）。多糖類：概念と分類。Evolution in Polymer Technology Journal、2（2）、2–7。
- ギャレット、R&グリシャム、C（2010）。生化学（第4版）。アメリカ、ボストン：Brooks / Cole。CENGAGEラーニング。
- Huber、KC、およびBeMiller、JN（2018）。炭水化物。有機化学（pp。888-928）。エルゼビア
- ユルカニスブルース、P。（2003）。有機化学。ピアソン。