Big Bang HTL 4, Schulbuch

26 Biochemie und Biotechnologie (IV. Jahrgang, 7. Semester) 2.2.3 Polysaccharide (Mehrfachzucker) Wenn sehr viele Monosaccharid-Bausteine zu langen Ketten verknüpft werden, spricht man von Polysacchariden. Sie sind wenig bis gar nicht wasserlöslich. Deshalb werden sie als Speicherstoffe oder Strukturelemente eingesetzt. – Stärke Die Stärke stellt den wichtigsten Energiespeicher der Pflan- zen und die bedeutendste Nahrungsgrundlage für viele Tiere dar. Sie ist kein Reinstoff, sondern ein Gemisch ver- schiedener Polysaccharide, die alle aus D-Glucose Baustei- nen bestehen. Die zwei wichtigsten Bestandteile sind Amy- lose und Amylopektin. Amylose besteht aus unverzweigten Ketten von bis zu 4500 D-Glucose Einheiten die α (1 → 4) gly- cosidisch verknüpft sind wie in der Maltose. Jede Kette formt eine durch H-Brücken stabilisierte Helix . Auch Amylopektin besteht aus solchen Ketten, die aber zusätzlich am C 6 -Atom der Glucose Seitenketten derselben Struktur gebunden haben. Dadurch entsteht ein weit verzweigtes Molekül. Abb. 2.31: Amylose (links), Amylopektin (Mitte), Glycogen (rechts) Lactose Tolerance – An evolutionary advantage? Anyone who can enjoy fresh milk or even tastier ice cream can thank evolution first. About 10.000 years ago no adult was able to digest lactose. After babies started to eat proper food their bodies stopped producing lactase. This is because nature would never spend energy on producing something that´s no longer needed. Then several groups of people started raising cattle and milk was available to adults. And with livestock came the ability to digest milk for life. Small changes in the genetic information, called muta- tions, caused the change. Those mutations happened by chance but they offered their carriers a crucial advantage. Today more than 90% of European adults can digest lacto- se, although it seems that these numbers are declining no- wadays and lactose intolerance is on the rise. But this has not been scientifically proven to be true. Maybe it is only because we have better diagnostic tools or due to increased globalization. East Asian countries for example, have always had very high rates of lactose intolerance, up to 90% of the population. – Glycogen Tierische Zellen speichern D-Glucose in Form von Glycogen. Es ist dem Amylopektin sehr ähnlich, nur ist es noch stärker verzweigt. Im Menschen ist es vor allem in der Leber in grö- ßeren Mengen vorhanden. – Cellulose Das häufigste natürliche Polymer ist die Cellulose. Sie ist der strukturgebende Anteil der Pflanzen und bildet deren Zellwände. Baumwolle besteht zu 80% aus Cellulose. Wie die Amylose ist Cellulose ein unverzweigtes D-Glucose- Polymer . Allerdings ist die Verknüpfung β (1 → 4) glycosi- disch. Das Molekül ist mit 15.000 verknüpften Bausteinen auch deutlich länger. Die unterschiedliche Verknüpfung führt im Gegensatz zur spiralförmigen Amylose zu einem geradkettigen Molekül . Dadurch kommt es zu starken H-Brücken zwischen den nebeneinander liegenden Cellu- lose-Strängen. Diese verleihen den Cellulosefasern ihre große Reißfestigkeit. Sie sind deshalb auch ein wichtiger technischer Rohstoff für Papier oder halbsynthetische Kunststoffe (siehe Band 3). Abb. 2.32: Cellulosestruktur Die unterschiedlichen Strukturen von Amylose und Cellulose sind auch dafür verantwortlich, dass die für den Stärke- abbau verantwortlichen Verdauungsenzyme die Cellulose nicht spalten können. Nur sehr wenige Lebewesen aus den Reichen der Bakterien und der Pilze sind in der Lage, Cellu- lose zu spalten . Deshalb ist für uns Salat viel weniger nahr- haft als Spaghetti. Wer sich jetzt fragt, wie dann die Kühe von Gras alleine satt werden, muss wissen, dass in deren Mägen auch Bakterien die schwere Arbeit der Cellulo- se-Spaltung erledigen. Das ist ein schönes Beispiel für eine Symbiose: die Kühe stellen den Bakterien im Ausgleich eine konstant warme, feuchte und nährstoffreiche Umgebung zur Verfügung. ( F11 ) Technische Verwendung von Kohlenhydraten Durch Fermentation von Kohlenhydraten (Einfachzucker bis hin zur Stärke) kann eine Vielzahl von Produkten, vom Etha- nol über die Zitronensäure bis hin zu Antibiotika, hergestellt werden. Sogar die Cellulose kann durch Gärungen in andere Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv