다당류(多糖類, 영어: polysaccharide)
글리코사이드 결합에 의해 결합된 단당류 단위체의 긴 사슬로 구성된 중합체 탄수화물 분자이며, 가수분해 시 단당류 또는 올리고당으로 분해된다. 다당류는 선형 또는 고도로 분지 된 구조를 가지고 있다. 다당류에는 녹말, 글리코젠과 같은 저장 다당류와 셀룰로스, 키틴과 같은 구조 다당류가 있다.
다당류를 구성하는 단위체는 종종 변형이 있을 수 있다. 다당류의 구조에 따라 이들 고분자는 단위체인 단당류와 별개의 특성을 가질 수 있다. 다당류는 비정질 고체이거나 물에 불용성일 수 있다. 다당류를 구성하는 모든 당당류가 한 종류인 경우는 동질 다당류(homopolysaccharide) 또는 호모 글리칸(homoglycan)으로 불리고, 다당류를 구성하는 단당류가 2가지 이상인 경우는 이질 다당류(heteropolysaccharide) 또는 헤테로 글리칸(heteroglycan)으로 불린다.
천연적인 당류들은 단순 탄수화물들로 단당류이며, 화학식이 (CH2O) n이고, 여기서 n은 3 이상이다. 단당류의 예로는 포도당, 과당, 글리세르알데하이드가 있다. 다당류는 Cx(H2O) y의 화학식을 가지며 여기서 x는 보통 200 내지 2500의 큰 수이다. 중합체 골격의 반복되는 단위체가 6탄당인 경우, 화학식은 (C6 H10 O5) n으로 단순화시켜며, 일반적으로 n은 40≤n≤3000이다.
일반적으로 다당류는 10개 이상의 단당류를 포함하고 있는 반면, 올리고당류는 3~10개의 단당류를 포함하고 있다. 하지만 정확한 개수는 관례에 따라 다소 다를 수 있다. 다당류는 생체고분자의 중요한 종류 중 하나이다. 생물에서 다당류의 기능은 대개 저장 또는 구조적인 역할과 관련이 있다. 녹말은 식물에서 저장 다당류로 사용되며, 아밀로스와 분지형인 아밀로펙틴의 형태로 발견된다. 글리코젠은 동물에서 저장 다당류로 사용되며, 가지의 밀도가 녹말보다 높다. 글리코젠의 이러한 특성은 움직이는 동물의 활동적인 생활에 맞추어 보다 빠르게 대사 될 수 있도록 한다.
셀룰로스와 키틴은 구조 다당류의 예이다. 셀룰로스는 식물과 다른 생물들의 세포벽에 사용되며, 지구 상에서 가장 풍부한 유기 분자이다. 셀룰로스는 종이 및 섬유산업에서 중요한 역할을 하는 등의 다양한 용도로 사용되며, 레이온(비스코스 공정을 통해), 셀룰로스 아세테이트, 셀룰로이드, 니트로셀룰로스의 생산을 위한 공급 원료로 사용된다. 키틴은 셀룰로스와 비슷한 구조를 가지고 있지만, 질소를 함유하고 있는 작용기가 있어서 강도가 증가한다. 키틴은 절지동물의 외골격과 일부 균류의 세포벽에서 발견된다. 키틴은 수술용 실을 포함한 다양한 용도로 사용된다. 이밖에도 다당류에는 칼로스, 라미 나린, 크리 솔라미 나린, 자일란, 아라비노자일란, 만난, 푸코이단, 갈락토만난 등이 있다.
다당류의 기능
저장 다당류는 일반적인 에너지원이다. 많은 생물들은 녹말을 포도당으로 쉽게 분해할 수 있다. 그러나 대부분의 생물들은 셀룰로스, 키틴, 아라비노자일란과 같은 다당류들을 대사 할 수 없다. 이러한 탄수화물들은 일부 세균과 원생생물에 의해 대사 될 수 있다. 예를 들어 반추동물과 흰개미는 장에 공생하고 있는 미생물들을 이용하여 셀룰로스를 분해할 수 있다.
이러한 복합 다당류들은 소화되지 않지만, 사람에게 중요한 식이 요소들을 제공한다. 식이 섬유로 불리는 이들 탄수화물들은 소화 작용에 도움을 준다. 식이 섬유의 주요 작용은 위장관의 내용물의 성질을 변화시키고, 다른 영양소와 화합물을 흡수하는 방식을 변화시키는 것이다. 가용성 섬유는 소장에서 담즙산과 결합하기 때문에 신체 내로 들어가기가 쉽지 않다. 이것은 차례로 혈액의 콜레스테롤 수치를 낮춘다. 또한 가용성 섬유는 설탕의 흡수를 약화시키고, 식후 당에 대한 반응을 감소시키며 혈액 내의 지질의 수치를 정상화시키고, 결장에서 발효되면 광범위한 생리 활성을 갖는 부산물인 짧은 사슬 지방산을 생성한다. 불용성 섬유는 당뇨병의 위험 감소와 관련이 있지만, 이에 대한 기전은 알려져 있지 않다.
아직 필수 영양소로 공식적으로 제안되지 않은 식이 섬유는 식단에서 중요한 것으로 간주되고 있고, 많은 선진국들의 규제 당국은 식이 섬유 섭취를 증가시킬 것을 권고하고 있다.
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