Polysaccharide là gì? Các công bố khoa học về Polysaccharide
Polysaccharide là carbohydrate phức tạp được cấu tạo từ nhiều đơn vị monosaccharide liên kết với nhau qua liên kết glycosid. Chúng có vai trò quan trọng trong dự trữ năng lượng, cấu trúc tế bào và được ứng dụng rộng rãi trong thực phẩm, y học và công nghiệp.
Polosaccharide là gì?
Polysaccharide, hay còn gọi là polycarbohydrate, là những carbohydrate phức tạp được hình thành từ nhiều đơn vị monosaccharide liên kết với nhau thông qua liên kết glycosidic. Chúng là nhóm carbohydrate phong phú nhất trong thực phẩm và đóng vai trò quan trọng trong nhiều chức năng sinh học khác nhau. Tùy thuộc vào cấu trúc và chức năng, polysaccharide được phân loại thành hai nhóm chính: polysaccharide dự trữ năng lượng (như tinh bột và glycogen) và polysaccharide cấu trúc (như cellulose và chitin).
Tham khảo thêm tại: Britannica – Polysaccharide
Cấu trúc hóa học của polysaccharide
Polysaccharide được cấu tạo từ các monosaccharide liên kết với nhau bằng liên kết glycosidic. Mỗi liên kết được hình thành qua phản ứng ngưng tụ, trong đó một phân tử nước bị loại bỏ khi nhóm hydroxyl của một monosaccharide phản ứng với nhóm hydroxyl của monosaccharide kế tiếp. Công thức tổng quát của polysaccharide có thể biểu diễn như sau:
Trong đó đại diện cho số lượng đơn vị monosaccharide, có thể lên đến hàng nghìn tùy thuộc vào loại polysaccharide.
Phân loại polysaccharide
Polysaccharide được phân loại dựa trên thành phần monosaccharide và cấu trúc của chúng:
1. Homopolysaccharide
Được tạo thành từ một loại monosaccharide duy nhất:
- Tinh bột (Starch): Gồm amylose (chuỗi thẳng) và amylopectin (chuỗi phân nhánh). Tinh bột là nguồn dự trữ năng lượng chính ở thực vật, có nhiều trong lúa gạo, khoai tây và ngô.
- Glycogen: Polysaccharide dự trữ năng lượng ở động vật, có cấu trúc phân nhánh nhiều hơn amylopectin. Glycogen được lưu trữ chủ yếu trong gan và cơ bắp.
- Cellulose: Thành phần cấu trúc chính của thành tế bào thực vật, không tiêu hóa được bởi con người nhưng đóng vai trò quan trọng trong chế độ ăn uống như chất xơ.
- Chitin: Thành phần chính của vỏ ngoài của côn trùng, giáp xác và thành tế bào của nấm.
2. Heteropolysaccharide
Được tạo thành từ hai hoặc nhiều loại monosaccharide khác nhau:
- Hyaluronic acid: Có trong mô liên kết, dịch khớp và mắt, đóng vai trò bôi trơn và giảm ma sát giữa các mô.
- Heparin: Polysaccharide có tính chống đông máu, được sử dụng trong y học để ngăn ngừa và điều trị huyết khối.
- Pectin: Tìm thấy trong thành tế bào của trái cây, được sử dụng trong công nghiệp thực phẩm như chất tạo gel trong mứt và thạch.
Vai trò sinh học của polysaccharide
1. Dự trữ năng lượng
Polysaccharide như tinh bột ở thực vật và glycogen ở động vật đóng vai trò là nguồn dự trữ năng lượng chính. Khi cơ thể cần năng lượng, các polysaccharide này được phân giải thành glucose để cung cấp năng lượng cho tế bào.
2. Cấu trúc tế bào
Cellulose cung cấp độ bền và cấu trúc cho thành tế bào thực vật, trong khi chitin tạo nên vỏ cứng bảo vệ cho côn trùng và giáp xác.
3. Chức năng sinh lý
- Hyaluronic acid: Bôi trơn khớp và duy trì độ ẩm cho da.
- Heparin: Ngăn chặn quá trình đông máu không mong muốn trong mạch máu.
- Pectin: Hỗ trợ tiêu hóa và có thể giúp giảm mức cholesterol trong máu.
Polysaccharide trong dinh dưỡng
Trong chế độ ăn uống, polysaccharide đóng vai trò quan trọng:
- Tinh bột: Nguồn cung cấp năng lượng chính, có trong các loại ngũ cốc, khoai tây và các loại củ.
- Chất xơ: Bao gồm cellulose và pectin, giúp cải thiện chức năng tiêu hóa và duy trì sức khỏe đường ruột.
Tham khảo thêm tại: Harvard – Nutrition Source: Dietary Fiber
Ứng dụng của polysaccharide trong công nghiệp và y học
1. Công nghiệp thực phẩm
- Chất làm đặc và tạo gel: Pectin, agar và carrageenan được sử dụng để cải thiện kết cấu và độ ổn định của thực phẩm.
- Chất thay thế chất béo: Một số polysaccharide được sử dụng để giảm hàm lượng chất béo trong thực phẩm mà vẫn duy trì kết cấu mong muốn.
2. Y học và dược phẩm
- Hyaluronic acid: Sử dụng trong điều trị viêm khớp, phẫu thuật mắt và làm đầy da trong thẩm mỹ.
- Heparin: Dùng làm thuốc chống đông máu trong phẫu thuật và điều trị huyết khối.
- Chitosan: Được tạo ra từ chitin thông qua quá trình deacetyl hóa, chitosan có tính kháng khuẩn, hỗ trợ cầm máu và thúc đẩy lành vết thương. Ngoài ra, chitosan còn được sử dụng trong các sản phẩm hỗ trợ giảm cân và kiểm soát cholesterol.
3. Công nghệ sinh học và môi trường
- Chitosan và alginate: Được dùng trong công nghệ bao vi sinh vật (microencapsulation), giúp bảo vệ và kiểm soát việc giải phóng vi sinh vật có lợi trong môi trường hoặc hệ tiêu hóa.
- Polysaccharide sinh học: Như xanthan gum và gellan gum được sản xuất từ vi khuẩn, sử dụng trong xử lý nước thải, sản xuất bao bì phân hủy sinh học và vật liệu thân thiện với môi trường.
Kết luận
Polysaccharide không chỉ là nguồn cung cấp năng lượng thiết yếu mà còn đóng vai trò quan trọng trong cấu trúc tế bào, chức năng sinh lý và ứng dụng công nghiệp. Từ thực phẩm đến y học, từ nông nghiệp đến môi trường, nhóm carbohydrate phức tạp này đã và đang mở ra nhiều tiềm năng ứng dụng bền vững và hiệu quả. Việc hiểu rõ về cấu trúc, chức năng và phân loại polysaccharide giúp chúng ta tận dụng tốt hơn các lợi ích mà chúng mang lại trong đời sống hàng ngày cũng như trong nghiên cứu khoa học và công nghệ.
Danh sách công bố khoa học về chủ đề "polysaccharide":
Methods for Dietary Fiber, Neutral Detergent Fiber, and Nonstarch Polysaccharides in Relation to Animal Nutrition
Journal of Dairy Science - Tập 74 Số 10 - Trang 3583-3597 - 1991
Endotoxemia chuyển hóa kích hoạt bệnh béo phì và kháng insulin Dịch bởi AI Bệnh tiểu đường và béo phì là hai bệnh trao đổi chất đặc trưng bởi kháng insulin và viêm mức độ thấp. Khi tìm kiếm yếu tố viêm dẫn đến khởi phát kháng insulin, béo phì và tiểu đường, chúng tôi đã xác định được lipopolysaccharide (LPS) từ vi khuẩn là yếu tố gây khởi phát. Chúng tôi phát hiện rằng tình trạng nội độc tố bình thường tăng hoặc giảm trong trạng thái ăn no hoặc nhịn ăn, theo cơ sở dinh dưỡng và một chế độ ăn giàu chất béo kéo dài 4 tuần đã làm tăng nồng độ LPS trong huyết tương từ hai đến ba lần, ngưỡng mà chúng tôi đã định nghĩa là nội độc tố chuyển hóa. Quan trọng là, chế độ ăn giàu chất béo làm tăng tỷ lệ vi khuẩn chứa LPS trong ruột. Khi nội độc tố chuyển hóa được gây ra trong 4 tuần ở chuột thông qua việc truyền LPS liên tục dưới da, đường huyết và insulin lúc đói cùng với sự tăng cân toàn thân, gan và mô mỡ tăng lên ở mức tương tự như ở chuột ăn chế độ giàu chất béo. Ngoài ra, các tế bào dương tính F4/80 trong mô mỡ và các chỉ số viêm nhiễm, lượng triglyceride trong gan cũng tăng. Hơn nữa, tình trạng kháng insulin ở gan, nhưng không phải toàn thân, được phát hiện ở chuột truyền LPS. Chuột đột biến CD14 chống lại phần lớn các đặc điểm do LPS và chế độ ăn giàu chất béo gây ra của các bệnh chuyển hóa. Phát hiện mới này chứng minh rằng nội độc tố chuyển hóa làm rối loạn mức độ viêm và kích hoạt tăng cân và tiểu đường. Chúng tôi kết luận rằng hệ thống LPS/CD14 điều chỉnh độ nhạy insulin và khởi đầu bệnh tiểu đường và béo phì. Giảm nồng độ LPS trong huyết tương có thể là chiến lược mạnh để kiểm soát các bệnh chuyển hóa.
Diabetes - Tập 56 Số 7 - Trang 1761-1772 - 2007
#bệnh tiểu đường #béo phì #kháng insulin #lipopolysaccharide #nội độc tố chuyển hóa #hệ thống LPS/CD14 #viêm mức độ thấp #bệnh chuyển hóa
CD14, một thụ thể cho các phức hợp của Lipopolysaccharide (LPS) và Protein Liên Kết LPS Dịch bởi AI Bạch cầu phản ứng với lipopolysaccharide (LPS) ở nồng độ nano gram trên mililit bằng cách tiết ra cytokine như yếu tố hoại tử khối u-α (TNF-α). Tiết ra quá mức TNF-α gây sốc nội độc tố, một biến chứng nhiễm trùng có khả năng gây tử vong lớn. LPS trong máu nhanh chóng liên kết với protein huyết thanh, protein liên kết lipopolysaccharide (LBP) và các phản ứng tế bào với mức độ LPS sinh lý phụ thuộc vào LBP. CD14, một kháng nguyên biệt hóa của bạch cầu đơn nhân, đã được phát hiện liên kết với các phức hợp LPS và LBP, và việc chặn CD14 bằng kháng thể đơn dòng đã ngăn cản việc tổng hợp TNF-α bởi máu toàn thể được ủ với LPS. Do đó, LPS có thể kích thích các phản ứng bằng cách tương tác với một protein liên kết hòa tan trong huyết thanh, sau đó liên kết với protein bề mặt tế bào CD14.
American Association for the Advancement of Science (AAAS) - Tập 249 Số 4975 - Trang 1431-1433 - 1990
#bạch cầu #lipopolysaccharide #yếu tố hoại tử khối u-α #sốc nội độc tố #protein liên kết lipopolysaccharide #CD14 #kháng thể đơn dòng
Endotoxin Lipopolysaccharide Dịch bởi AI ▪ Tóm tắt Lipopolysaccharides (LPS) của vi khuẩn thường bao gồm một phân đoạn kị nước được biết đến là lipid A (hoặc nội độc tố), một oligosaccharide "lõi" không lặp lại, và một polysaccharide xa hơn (hoặc O-antigen). Dữ liệu bộ gen gần đây đã tạo điều kiện cho việc nghiên cứu sự lắp ráp LPS ở nhiều vi khuẩn Gram âm khác nhau, nhiều trong số đó là mầm bệnh ở người hoặc thực vật, và đã xác định được tầm quan trọng của chuyển gen ngang trong việc tạo ra sự đa dạng cấu trúc của O-antigens. Nhiều enzyme của quá trình sinh tổng hợp lipid A như LpxC đã được xác nhận là các mục tiêu cho phát triển thuốc kháng sinh mới. Các gene chính cho sinh tổng hợp lipid A rất ngạc nhiên cũng đã được tìm thấy trong các loài thực vật bậc cao, cho thấy sự tồn tại có thể có của các phân tử giống lipid A ở sinh vật nhân chuẩn. Quan trọng nhất là sự nhận dạng protein màng tế bào TLR4 là receptor tín hiệu lipid A của tế bào động vật. TLR4 thuộc một họ các receptor miễn dịch bẩm sinh sở hữu vùng ngoại bào lớn của các đoạn lặp lại giàu leucine, một đoạn màng đơn, và một khu vực tín hiệu tế bào chất nhỏ hơn tham gia vào protein thích ứng MyD88. Sự mở rộng kiến thức về tính đặc hiệu của TLR4 và các con đường tín hiệu hậu kỳ của nó có thể cung cấp các cơ hội mới để ức chế viêm liên quan đến nhiễm trùng.
Annual Review of Biochemistry - Tập 71 Số 1 - Trang 635-700 - 2002
#Lipopolysaccharides #lipid A #O-antigen #Gram-negative bacteria #lateral gene transfer #antibiotic development #TLR4 #innate immunity #inflammation #pathogen.
Cơ Chế Phân Tử về Tính Thẩm Thấu của Màng Ngoài Vi Khuẩn Được Xem Xét Lại Dịch bởi AI TÓM TẮT Vi khuẩn Gram âm đặc trưng bởi việc có thêm một lớp màng, được gọi là màng ngoài. Mặc dù các thành phần của màng ngoài thường đóng vai trò quan trọng trong việc tương tác của vi khuẩn cộng sinh hoặc gây bệnh với vật chủ, vai trò chính của màng này thường là tạo một hàng rào thẩm thấu để ngăn chặn sự xâm nhập của các hợp chất độc hại và đồng thời cho phép hấp thu các phân tử dinh dưỡng. Bài tổng quan này tóm tắt những phát triển trong lĩnh vực này kể từ khi bài tổng quan trước đó (H. Nikaido và M. Vaara, Microbiol. Rev. 49:1-32, 1985) được công bố. Với việc phát hiện các kênh protein, kiến thức cấu trúc cho phép chúng ta hiểu chi tiết ở mức phân tử về cách các porin, kênh đặc hiệu, thụ thể liên kết TonB và các protein khác hoạt động. Chúng ta đã bắt đầu thấy cách các protein lớn được xuất ra qua màng ngoài. Với kiến thức về cấu trúc bất đối xứng của lipopolysaccharide-phospholipid của màng ngoài, cuối cùng chúng ta cũng bắt đầu hiểu cách mà lớp kép này có thể kìm hãm sự xâm nhập của các hợp chất kỵ nước, nhờ vào sự hiểu biết ngày càng tăng về hóa học của lipopolysaccharide từ các sinh vật khác nhau và cách cấu trúc lipopolysaccharide được điều chỉnh bởi điều kiện môi trường.
Microbiology and Molecular Biology Reviews - Tập 67 Số 4 - Trang 593-656 - 2003
#màng ngoài vi khuẩn #tính thẩm thấu #porin #kênh protein #thụ thể TonB #lipopolysaccharide
Interleukin 10(IL-10) ức chế tổng hợp cytokine bởi bạch cầu đơn nhân người: vai trò tự điều hòa của IL-10 do bạch cầu đơn nhân sản xuất. Dịch bởi AI Nghiên cứu hiện tại chứng minh rằng bạch cầu đơn nhân người được kích hoạt bằng lipopolysaccharides (LPS) có khả năng sản xuất mức cao interleukin 10 (IL-10), trước đây được gọi là yếu tố ức chế tổng hợp cytokine (CSIF), phụ thuộc vào liều lượng. IL-10 có thể được phát hiện 7 giờ sau khi kích hoạt bạch cầu đơn nhân và mức tối đa của sự sản xuất IL-10 được quan sát sau 24-48 giờ. Những động học này chỉ ra rằng việc sản xuất IL-10 bởi bạch cầu đơn nhân người tương đối muộn so với sự sản xuất IL-1 alpha, IL-1 beta, IL-6, IL-8, yếu tố hoại tử khối u alpha (TNF alpha), và yếu tố kích thích thuộc địa bạch cầu trung tính (G-CSF), tất cả đều được tiết ra ở mức cao từ 4-8 giờ sau khi kích hoạt. Việc sản xuất IL-10 bởi bạch cầu đơn nhân được kích hoạt bởi LPS, tương tự như của IL-1 alpha, IL-1 beta, IL-6, IL-8, TNF alpha, yếu tố kích thích thuộc địa bạch cầu đại thực bào (GM-CSF), và G-CSF, bị ức chế bởi IL-4. Hơn nữa, chúng tôi chứng minh rằng IL-10, được thêm vào bạch cầu đơn nhân, khi được kích hoạt bởi interferon gamma (IFN-gamma), LPS, hoặc các tổ hợp của LPS và IFN-gamma vào đầu giai đoạn nuôi cấy, giảm mạnh sản xuất IL-1 alpha, IL-1 beta, IL-6, IL-8, TNF alpha, GM-CSF, và G-CSF ở mức phiên mã. Viral-IL-10, với các hoạt động sinh học tương tự trên tế bào người, cũng ức chế sản xuất TNF alpha và GM-CSF bởi bạch cầu đơn nhân sau khi kích hoạt LPS. Kích hoạt bạch cầu đơn nhân bằng LPS với sự hiện diện của các kháng thể đơn dòng trung hòa anti-IL-10 dẫn đến sản xuất một lượng cytokine lớn hơn so với điều trị chỉ với LPS, chỉ ra rằng IL-10 được sản xuất nội sinh đã ức chế sản xuất IL-1 alpha, IL-1 beta, IL-6, IL-8, TNF alpha, GM-CSF, và G-CSF. Ngoài ra, IL-10 có tác động tự điều hòa vì nó ức chế mạnh mẽ sự tổng hợp mRNA IL-10 trong bạch cầu đơn nhân được kích hoạt bằng LPS. Hơn nữa, IL-10 được sản xuất nội sinh được tìm thấy là chịu trách nhiệm cho việc giảm biểu hiện phức hợp hòa hợp mô chính II (MHC) sau khi bạch cầu đơn nhân được kích hoạt với LPS. Tóm lại, kết quả của chúng tôi chỉ ra rằng IL-10 có tác động điều hòa quan trọng trên các đáp ứng miễn dịch và viêm nhiễm do khả năng của nó làm giảm biểu hiện phức hợp MHC II và ức chế sản xuất các cytokine gây viêm bởi bạch cầu đơn nhân.
Journal of Experimental Medicine - Tập 174 Số 5 - Trang 1209-1220 - 1991
#bạch cầu đơn nhân #interleukin 10 #lipopolysaccharides #tổng hợp cytokine #yếu tố hòa hợp mô chính II #IL-1 alpha #IL-1 beta #IL-6 #IL-8 #TNF alpha #GM-CSF #G-CSF #điều hòa tự động #đáp ứng miễn dịch #viêm nhiễm.
Thông báo đáng chú ý: Chuột thiếu thụ thể Toll-like 4 (TLR4) giảm nhạy cảm với lipopolysaccharide: Bằng chứng cho TLR4 là sản phẩm gen Lps Dịch bởi AI Tóm tắt Homologue của Drosophila Toll ở người (hToll), còn được gọi là thụ thể Toll-like 4 (TLR4), là một thụ thể mới được clone thuộc họ thụ thể IL-1/Toll. Điều thú vị là gen TLR4 đã được định vị tại cùng vị trí mà gen Lps (vị trí gen không phản ứng với nội độc tố) được lập bản đồ. Để kiểm tra vai trò của TLR4 trong phản ứng với LPS, chúng tôi đã tạo ra những con chuột thiếu TLR4. Đại thực bào và tế bào B từ chuột thiếu TLR4 không phản ứng với LPS. Tất cả các biểu hiện này khá tương tự với chuột C3H/HeJ giảm phản ứng với LPS. Hơn nữa, chuột C3H/HeJ có, trong phần bào tương của TLR4, một đột biến điểm duy nhất của axit amin được bảo tồn cao trong họ thụ thể IL-1/Toll. Tăng cường biểu hiện TLR4 loại hoang dã nhưng không phải TLR4 đột biến từ chuột C3H/HeJ đã kích hoạt NF-κB. Tóm lại, nghiên cứu hiện tại chứng minh rằng TLR4 là sản phẩm gen điều hòa đáp ứng LPS.
Journal of Immunology - Tập 162 Số 7 - Trang 3749-3752 - 1999
#Toll-like Receptor 4 #TLR4 #Lipopolysaccharide #LPS #Gene Product #IL-1/Toll Receptor Family #C3H/HeJ Mice #NF-κB Activation
A sensitive silver stain for detecting lipopolysaccharides in polyacrylamide gels
Analytical Biochemistry - Tập 119 Số 1 - Trang 115-119 - 1982
Axit béo chuỗi ngắn và chức năng ruột kết con người: Vai trò của tinh bột kháng và polyme không phải tinh bột Dịch bởi AI Tinh bột kháng (RS) là tinh bột và các sản phẩm tiêu hoá trong ruột non đi vào ruột già. Điều này xảy ra vì nhiều lý do bao gồm cấu trúc hóa học, nấu chín thực phẩm, biến đổi hóa học và quá trình nhai thức ăn. Vi khuẩn đường ruột ở người lên men RS và polyme không phải tinh bột (NSP; thành phần chính của chất xơ thực phẩm) thành các axit béo chuỗi ngắn (SCFA), chủ yếu là axetat, propionat và butyrate. SCFA kích thích lưu lượng máu và sự hấp thụ điện giải và chất lỏng trong ruột kết. Butyrate là nguồn dinh dưỡng ưa thích cho các tế bào ruột kết và dường như thúc đẩy kiểu hình bình thường trong các tế bào này. Quá trình lên men một số loại RS có lợi cho việc sản xuất butyrate. Việc đo lường quá trình lên men của ruột kết ở người là khó khăn, và các phương pháp đo gián tiếp (ví dụ, mẫu phân) hoặc mô hình động vật đã được sử dụng. Trong số này, chuột có vẻ có giá trị hạn chế, và lợn hoặc chó được ưu tiên hơn. RS hiệu quả trong việc cải thiện khối lượng phân kém hơn NSP, nhưng dữ liệu dịch tễ học cho thấy nó bảo vệ tốt hơn chống lại ung thư đại tràng, có thể qua butyrate. RS là một loại prebiotic, nhưng hiểu biết về các tương tác khác của nó với vi sinh vật còn hạn chế. Sự đóng góp của RS vào quá trình lên men và sinh lý ruột kết dường như lớn hơn so với NSP. Tuy nhiên, việc thiếu một quy trình phân tích chung được chấp nhận để đáp ứng các ảnh hưởng chính đến RS vẫn chưa được xác lập.
Physiological Reviews - Tập 81 Số 3 - Trang 1031-1064 - 2001
#tinh bột kháng #polyme không phải tinh bột #axit béo chuỗi ngắn #chức năng ruột kết #butyrate #prebiotic #vi khuẩn đường ruột #ung thư đại tràng
MD-2, một phân tử giúp thụ thể giống Toll 4 đáp ứng với lipopolysaccharide Dịch bởi AI
Journal of Experimental Medicine - Tập 189 Số 11 - Trang 1777-1782 - 1999
TLR4 là đồng dạng của Toll ở động vật có vú, một phân tử lặp lại giàu leucine có khả năng kích hoạt phản ứng miễn dịch bẩm sinh chống lại các tác nhân gây bệnh. Gần đây, gen TLR4 đã được chứng minh là bị đột biến ở chuột C3H/HeJ và C57BL/10ScCr, cả hai đều có đáp ứng thấp với lipopolysaccharide (LPS). TLR4 có thể là thụ thể lâu nay được tìm kiếm cho LPS. Tuy nhiên, việc biến đổi gen lên dòng tế bào nhận không khiến dòng đó đáp ứng với LPS, điều này cho thấy cần thêm một phân tử bổ sung. Tại đây, chúng tôi báo cáo rằng một phân tử mới, MD-2, là điều kiện cần thiết cho tín hiệu LPS của TLR4. MD-2 liên kết với TLR4 trên bề mặt tế bào và tạo ra khả năng đáp ứng với LPS. Do đó, MD-2 là cầu nối giữa TLR4 và tín hiệu LPS. Việc xác định phức hợp thụ thể mới này có những tác động tiềm năng trong việc hiểu cơ chế bảo vệ của cơ thể, cũng như các cơ chế bệnh lý, sinh lý.
#Toll-like receptor 4 #TLR4 #MD-2 #LPS #tín hiệu miễn dịch #phân tử bẩm sinh #phức hợp thụ thể #cơ chế bảo vệ
Tổng số: 18,865
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- 10