다당류의 분류와 종류

저장 다당류

녹말

녹말은 글루코피라노스 단위체들이 α-글리코사이드 결합에 의해 연결된 포도당의 중합체이다. 녹말은 아밀로스(15~20%)와 아밀로펙틴(80~85%)의 혼합물로 구성된다. 아밀로스는 수백 개의 포도당 분자의 선형 사슬로 구성되어 있으며, 아밀로펙틴은 수천 개의 포도당 단위체로 이루어진 분지형 분자이다(24~30개의 잔기마다 분지점이 있음). 녹말은 물에 녹지 않는다. 녹말은 α-글리코사이드 결합을 분해함으로써 소화될 수 있다. 사람과 동물에는 아밀레이스가 있어서 녹말을 소화할 수 있다. 감자, 쌀, 밀, 옥수수는 사람의 식단에서 녹말의 주공급원이다. 식물은 포도당을 녹말의 형태로 저장한다.

글리코젠

글리코젠은 동물 및 균류에서 2차적인 장기 에너지 저장원으로 역할을 한다(1차적으로는 지방의 형태로 장기 에너지를 저장한다). 글리코젠은 주로 간과 근육에서 만들어지지만, 뇌와 위에서 글리코젠 합성으로 만들어질 수 있다. 

글리코젠은 식물의 포도당 중합체인 녹말과 비슷하며, 때로는 동물성 녹말이라고도 하는데, 아밀로펙틴과 비슷한 구조를 가지고 있지만, 녹말보다 더 분지 되어 있고, 조밀하다. 글리코젠은 포도당들이 α(1→4) 글리코사이드 결합으로 연결된 중합체로서 α(1→6) 글리코사이드 결합으로 연결된 가지를 가지고 있다. 글리코젠은 다양한 유형의 세포들의 세포 기질/세포질에서 과립의 형태로 발견된다. 글리코젠은 포도당에 대한 갑작스러운 필요성을 충족시키기 위해 신속하게 대사 될 수 있는 에너지 저장 형태로 트라이글리세라이드보다 덜 조밀하고 에너지로 즉각적으로 이용 가능하다.

간세포에서 글리코젠은 식사 후에 간 중량의 8%(성인에서 100~120g)를 구성할 수 있다. 간에 저장된 글리코젠만 다른 기관에서 접근할 수 있다. 근육에서 글리코젠은 근육 중량의 1~2%의 낮은 비율로 발견된다. 신체 내, 특히 근육, 간, 적혈구에 저장된 글리코젠의 양은 신체 활동, 기초 대사량 및 간헐적인 금식과 같은 식습관에 따라 달라진다. 콩팥에서 소량의 글리코젠이 발견되며, 뇌의 일부, 신경 아교세포와 백혈구에서도 소량이 발견된다. 또한 임신 중에 자궁은 배아를 키우기 위해 글리코젠을 저장한다.

글리코젠은 포도당 잔기들의 분지로 구성되며, 간과 근육에 저장된다.

글리코젠은 동물의 저장 에너지원이다.
글리코젠은 동물에 저장되는 탄수화물의 주요 형태이다.
글리코젠은 물에 녹지 않는다. 아이오딘과 혼합되면 적갈색으로 변한다.
글리코젠은 가수분해 시 포도당을 생성한다.

 

글리코젠 2차원 단면도

 

구조 다당류

아라비노자일란

아라비노자일란은 아라비노스와 자일로스로 구성된 중합체로, 식물의 1차 세포벽과 2차 세포벽 모두에서 발견된다. 또한 아라비노자일란은 사람의 건강에 유익한 효과를 줄 수 있다.

 

셀룰로스

식물의 구조적인 성분은 주로 셀룰로스로 형성된다. 목재는 주로 셀룰로스와 리그닌이며, 종이와 면화는 거의 순수한 셀룰로스이다. 셀룰로스는 반복적인 포도당 단위체가 β-글리코사이드 결합으로 연결된 중합체이다. 사람과 많은 동물들은 β-글리코사이드 결합을 분해하는 효소가 없기 때문에 셀룰로스를 소화할 수 없다. 흰개미와 같은 특정 동물들은 내 방에 분해효소를 가지고 있는 세균이 존재하기 때문에 셀룰로스를 소화할 수 있다. 셀룰로스는 물에 녹지 않는다. 셀룰로스를 아이오딘과 혼합하면 색이 변하지 않는다. 셀룰로스를 가수 분해하면 포도당이 생성된다. 셀룰로스는 자연에서 가장 풍부한 탄수화물이다.

키틴

키틴은 자연적으로 생성되는 많은 중합체들 중 하나이다. 키틴은 절지동물의 외골격과 같이 많은 동물들의 구조적인 구성요소를 형성한다. 키틴은 시간이 지남에 따라 자연환경에서 생분해될 수 있다. 세균과 균류와 같은 미생물에 의해 분비되고, 일부 식물에 의해 형성되는 키티네이스라고 불리는 효소에 의해 키틴이 분해될 수 있다. 이러한 미생물들 중 일부는 키틴의 분해로부터 생성되는 단당류에 대한 수용체를 가지고 있다. 만약 키틴이 검출되면 이들 미생물은 글리코사이드 결합을 분해하여 단당류 및 암모니아로 전환시키는 효소를 생산한다.

화학적으로 키틴은 키토산(키틴의 수용성 유도체)과 밀접한 관련이 있다. 또한 키틴은 포도당 유도체의 가지가 없는 긴 사슬인 점에서 셀룰로스와 밀접한 관련이 있다. 키틴은 구조와 강도에 기여하여 생물을 보호하는 역할을 한다.

펙틴

펙틴은 α-D-갈락토실 우론산 잔기가 1,4-글리코사이드 결합으로 연결된 복합 다당류의 일종이다. 펙틴은 육상 식물의 1차 세포벽과 비목재 부분에 존재한다.