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¿Por qué la amilosa es insoluble en agua?

¿Por qué la amilosa es insoluble en agua?


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En un folleto se indica lo siguiente:

La amilosa es insoluble en agua, por lo que es un buen compuesto de almacenamiento, p. Ej. en estroma de cloroplastos

Esto es con respecto a la estructura química de la molécula.

Sin embargo, me ha dejado preguntándome, ¿qué tiene intrínsecamente la estructura de una molécula que la hace soluble / insoluble en agua?

Mis pensamientos en esta etapa quizás tengan que ver con si la molécula es hidrófoba, y si ese es el caso, ¿cómo es la amilosa hidrófoba?


La disponibilidad de grupos -OH para el enlace de hidrógeno con moléculas de agua polares se reduce en la amilosa debido a su naturaleza enrollada (que resulta en parte por enlaces H entre los monómeros de glucosa). La amilopectina es incluso menos soluble debido a los enlaces glicosídicos 1-6 adicionales en las cadenas ramificadas, lo que reduce aún más su potencial de enlace de H y, por lo tanto, reduce la solubilidad en agua.


Hay un par de otras preguntas que abordan este punto indirectamente: aquí y aquí.

En mis respuestas a la primera de estas preguntas, menciono que la amilosa es semicristalina debido a su estructura extendida regular. Imagino que el estado semicristalino es termodinámicamente más favorable que el estado en solución, pero sospecho que una respuesta química rigurosa podría ser bastante compleja.


Dependiendo del peso molecular de la amilosa y debido a su estructura helicoidal formada por dos macromoléculas, la hace parcialmente soluble en agua.

Calentar la solución de amilosa conduce a la formación de una suspensión coloidal de la fracción soluble y recordar que la fracción insoluble de peso molecular más alto de la amilosa no se disuelve. Al enfriar esta suspensión, precipita cierta porción de polisacárido. Esto se debe a los enlaces glicosídicos entre estas moléculas de glucosa.

Referencia
Cuevas et al. Diferencias estructurales entre fracciones de almidón solubles en agua caliente e insolubles en agua caliente en arroz ceroso. Polímeros de carbohidratos 81(3):524-532


Amilosa

Amilosa es un polisacárido hecho de α-D-unidades de glucosa, unidas entre sí a través de enlaces glicosídicos α (1 → 4). Es uno de los dos componentes del almidón y constituye aproximadamente un 20-30%. Debido a su estructura helicoidal compacta, la amilosa es más resistente a la digestión que otras moléculas de almidón y, por lo tanto, es una forma importante de almidón resistente. [2]

  • 9005-82-7 Y
  • CHEBI: 28102 N
  • 7TDQ74Y18L Y

Genética y fisiología del desarrollo del almidón

Jack C. Shannon,. Charles D. Boyer, en Starch (tercera edición), 2009

21 Diluyente de amilosa Azucarado-2 Ceroso

los ae su2 wx el fenotipo del grano difiere de cada uno de los componentes mutantes (Tabla 3.3). Maduro ae su2 wx El peso seco del grano es intermedio entre el del mechero. ae y ae wx granos y el más pesado su2, wx, ae su2 y su2 wx granos. 272 Las cantidades de azúcar tanto en maduros 272 como inmaduros 270 ae su2 wx los núcleos son similares a los de ae wx, mientras que las concentraciones de WSP y almidón son algo más altas. La pequeña cantidad de PSA presente (Tabla 3.5) no ha sido caracterizada y se desconoce su similitud con el fitoglucógeno. los ae su2 wx Se ha informado que el almidón contiene 28% de amilosa (según los valores de azul) (Tabla 3.6). Aunque aún no se ha determinado, esta amilosa aparente se debe probablemente a la presencia de una amilopectina poco ramificada similar a la presente en ae wx 88,273 La relación de cadena A: B y las longitudes de cadena para ae su2 wx se encontró que la amilopectina era similar a las de wx amilopectina. 406


Biología - Unidad 1 Tema 1

  • Los monosacáridos son la forma más simple de carbohidrato. Son sólidos cristalinos, solubles e incoloros. p.ej. Glucosa, Fructosa. La fórmula general es .
  • Los disacáridos son dos monosacáridos unidos por reacción de condensación. p.ej. sacarosa, lactosa, maltosa. La fórmula general es .
  • Los polisacáridos son cadenas largas de monosacáridos. Pueden ser lineales o ramificados. p.ej. almidón, glucógeno, celulosa.
  • Los mono y disacáridos se unen mediante reacciones de condensación para formar enlaces glicosídicos. En esta reacción se libera una molécula de agua.
  • Los mono y disacáridos se dividen mediante una reacción de hidrólisis, donde se rompe un enlace glicosídico. Se necesita una molécula de agua.
  • Amilosa :
  • -Un polisacárido no ramificado y forma enlaces glucosídicos 1,4.
  • -Las cadenas forman espirales / bobinas.
  • -Formado por moléculas de α glucosa unidas por reacciones de condensación.
  • - Libera energía durante un largo período de tiempo debido a su estructura compacta.
  • Amilopectina:
  • -Polisacárido ramificado + no ramificado, compuesto por una glucosa.
  • -Forma enlaces glucosídicos 1,4 & amp 1,6.
  • -Estructura en espiral con ramas laterales.
  • -Se descompone fácilmente debido a varias moléculas terminales de glucosa.
  • Glucógeno:
  • -Referido como 'almidón animal', hecho de glucosa.
  • -Muchas ramas laterales para una rápida hidrólisis. (Enlaces glucosídicos 1,4 y 1,6).
  • -Molécula compacta y suministra energía muy rápido cuando se necesita.
  • -Insoluble en agua y no reactivo - no afecta las reacciones que ocurren a su alrededor, no tiene efecto osmótico.
  • Almidón:
  • -Hecho a partir de amilosa y amilopectina.
  • -Insoluble, sin efecto osmótico.
  • -Hecho de una glucosa.
  • Lípidos:
  • Energía
  • Aislamiento
  • Proteccion
  • Impermeable
  • Baja densidad
  • Papel vital en las membranas celulares
  • El glicerol y los ácidos grasos se unen mediante una reacción de condensación para formar enlaces éster. liberado.
  • Los lípidos saturados están completamente saturados de hidrógeno. Sin dobles enlaces, molécula recta.
  • Los lípidos insaturados tienen 1+ dobles enlaces. Molécula doblada. Si 2+ dobles enlaces, entonces poliinsaturados.
  • Pequeña relación entre S.A. y volumen.
  • La difusión es demasiado lenta para suministrar nutrientes.
  • Necesita un sistema de transporte masivo para suministrar al organismo y glucosa.
  • Circulación para transportar nutrientes en sangre, corazón para bombear sangre por todo el cuerpo.

  • Sístole auricular : Las aurículas se contraen, la presión auricular aumenta y la sangre pasa de las aurículas a los ventrículos.
  • Sístole ventricular : Los ventrículos se contraen y la presión ventricular se eleva por encima de la presión auricular. Las válvulas AV se cierran. Cuando la presión ventricular es más alta que en las arterias, las válvulas semilunares se abren y la sangre sale del corazón.
  • Diástole : Los ventrículos y las aurículas se relajan. Las válvulas semilunares se cierran y las válvulas AV se abren. La sangre se precipita hacia las aurículas y los ventrículos.

  • Las paredes del ventrículo izquierdo son más gruesas debido a que hay que bombear sangre por todo el cuerpo, es decir, una presión más alta.
  • Las células del músculo cardíaco son miogénicas, tienen un ritmo intrínseco propio.
  • Arterias:
  • Capa muscular para soportar altas presiones.
  • Las fibras elásticas permiten que la arteria se expanda y retroceda.
  • Pequeño lumen para mantener alta presión.
  • Pared exterior gruesa para evitar el colapso de la arteria.
  • Saque la sangre del corazón.
  • Venas:
  • Gran lumen para reducir la presión.
  • Válvulas para prevenir el reflujo.
  • Capa muscular fina.
  • Lleva sangre hacia el corazón.
  • Capilares:
  • La pared capilar tiene solo una celda de espesor. (células endoteliales)
  • Sin músculos ni fibras elásticas.
  • El lumen es del tamaño de un glóbulo rojo: velocidad de difusión rápida.
  • Cuestiones éticas:
  • Las dafnias son invertebrados, no pueden sentir dolor; sin embargo, ¿es correcto causarles dolor?
  • No puedo dar consentimiento
  • Variables de control : Temperatura, tamaño de la dafnia, pH del agua
  • IV : Concentraciones de cafeína
  • DV : Ritmo cardiaco
  • Tenga un control de la dafnia, sin cefeína.
  • Luego repita con diferente concentración de cafeína.
  • Repita el experimento: fiabilidad.

  • Las plaquetas se activan por daño en las fibras de colágeno.
  • Se libera tromboplastina e inicia una cascada de eventos.
  • Si el coágulo de sangre se desprende y se transporta por el torrente sanguíneo, puede causar:
  • Accidente cerebrovascular en el cerebro
  • Bloqueo de las arterias coronarias (CHD)
  • 1. El endotelio está dañado.
  • 2. Los glóbulos blancos (macrófagos) se mueven hacia el área dañada.
  • 3. Las LDL también ingresan al endotelio dañado y juntas forman una veta grasa.
  • 4. Más leucocitos, LDL y tejido conectivo se acumulan y se endurecen para formar una placa fibrosa: el ateroma.
  • 5. Cuanto más grande es la placa, más pequeña se vuelve la luz: aumenta la presión arterial.
  • 6. Si la placa estalla, se puede formar un coágulo y bloquear la arteria.
  • Genética : Algunas personas pueden tener una predisposición genética a las enfermedades cardiovasculares.
  • Dieta : Una dieta rica en grasas saturadas aumenta el colesterol.
  • El alcohol y la sal aumentan la presión arterial.
  • La edad : Cuanto más envejece, mayor es el riesgo de ECV.
  • Género : Los hombres tienen una mayor probabilidad de contraer enfermedades cardiovasculares que las mujeres.
  • Alta presión sanguínea : Acelera la formación de ateromas.
  • Daña el endotelio.
  • De fumar: La nicotina daña el endotelio.
  • Inactividad : Aumenta la presión arterial.
  • Aumenta los niveles de LDL.
  • El corazón no está muy en forma.
  • Antihipertensivos:
  • Los antihipertensivos se pueden administrar en combinación.
  • La presión arterial se puede controlar en casa.
  • Palpitaciones, ritmos cardíacos anormales, desmayos, dolores de cabeza, reacciones alérgicas, depresión.
  • Estatinas vegetales: (reducir LDL)
  • Reducir el riesgo de desarrollar ECV
  • Puede reducir la absorción de vitaminas en el intestino.
  • Anticoagulantes:
  • Puede usarse en personas con coágulos de sangre existentes.
  • Evite que crezcan los coágulos de sangre existentes.
  • No puede deshacerse de los coágulos de sangre existentes.
  • Puede causar sangrado excesivo: desmayos, muerte.
  • Reacciones alérgicas, osteoporosis, hinchazón de tejidos.
  • Fármacos inhibidores de plaquetas:
  • Puede usarse en personas con coágulos de sangre existentes.
  • Erupciones, diarrea, náuseas, problemas hepáticos, sangrado excesivo.
  • Podemos obtener colesterol del hígado y de nuestra dieta.
  • LDL alto y HDL bajo = mayor riesgo de ECV
  • HDL alto y LDL bajo = menor riesgo de ECV
  • Niveles altos de colesterol = mayor riesgo de ECV
  • IV: Solución seleccionada
  • DV: Concentración de vitamina C
  • Variables de control:
  • Temperatura
  • Volumen de DCPIP utilizado
  • Persona contando gotas
  • 1. Mida 1 cm 3 de DCPIP y valore la solución desconocida en DCPIP hasta que cambie de azul a incolora.
  • 2. Mida el volumen de solución utilizada.
  • 3. Más solución utilizada = menor concentración de vitamina C
  • Menos solución utilizada = mayor concentración de vitamina C
  • 4. Mencione el uso de repeticiones. - fiabilidad.

  • El IMC se usa para medir si tiene bajo peso / normal / sobrepeso.
  • Energía entrante & gt energía saliente = aumento de peso
  • Entrada de energía y salida de energía = pérdida de peso

¿Por qué los polisacáridos son insolubles?

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Sobre las propiedades conformacionales de los oligómeros de amilosa y celulosa en solución

Se usaron simulaciones de dinámica molecular (MD) para monitorear la estabilidad y la conformación & # 13 de amilosas bicatenarias y monocatenarias y oligómeros de celulosa & # 13 monocatenarios que contienen 9 restos de azúcar en solución en función de la composición del disolvente & # 13, fuerza iónica , temperatura y estado de metilación. Este estudio junto con otros estudios previos sugiere que los enlaces de hidrógeno son cruciales para garantizar la estabilidad de la doble hélice de amilosa. La amilosa monocatenaria también forma una estructura helicoidal y la celulosa permanece muy alargada durante el tiempo de simulación, un comportamiento que también se observó experimentalmente. En términos de coordinación de los grupos hidroxilo del soluto # 13 con los iones, la amilosa muestra una coordinación impulsada por la entropía de los iones de calcio y sulfato, mientras que la coordinación de los iones de celulosa parece estar dominada por la entalpía. al explicar las diferencias estructurales entre amilosas y celulosas.

1. Introducción

La amilosa y la celulosa son polímeros lineales de glucosa unidos con enlaces 1,4. La principal diferencia es la configuración anomérica: las unidades de glucosa de amilosa están vinculadas con

enlaces glicosídicos, mientras que las unidades monoméricas de celulosa están unidas por

enlaces glicosídicos. Este tipo diferente de unión hace que la amilosa forme estructuras helicoidales y la celulosa forme cadenas poliméricas rectas.

La amilosa se presenta en diferentes formas, A, B, V y otras formas [1]. Las formas A y B presentan hélices zurdas con seis unidades de glucosa por turno y parecen diferir solo en el empaquetamiento de las hélices de almidón. La forma V de la amilosa se obtiene mediante cocristalización con compuestos como yodo, DMSO, alcoholes o ácidos grasos [2, 3]. Las conformaciones helicoidales de B- y V-amilosa muestran diferencias [4-6].

La celulosa es un polímero lineal y es el polímero natural más abundante en la tierra. La estructura y las propiedades de la celulosa se han investigado ampliamente, pero aún existen incertidumbres sobre la estructura cristalina de la celulosa [7-9]. Los experimentos de dispersión de rayos X y difracción de electrones muestran que la celulosa forma agregados en estructuras en forma de láminas con las moléculas de celulosa en conformación alargada.

Estas diferencias estructurales son la razón por la que las amilosas y las celulosas tienen propiedades físicas y biológicas muy diferentes [10]. La amilosa es poco soluble en agua y forma suspensiones, en las que se conserva su helicidad. Las fibras de celulosa son insolubles en agua.

Se pueden realizar simulaciones por computadora de estos sistemas para obtener información a nivel atómico sobre el comportamiento de estas moléculas y realizar estudios computacionales de sus propiedades. Una simulación por computadora de Monte-Carlo de amilosa de doble hélice en agua por Eisenhaber y Schuler [11] sugiere que una doble hélice antiparalela zurda se adapta mejor a la estructura del agua líquida. Se observaron puentes de agua regulares que formaban una red alrededor del dúplex.

Yu et al. [12]. Se metilaron fragmentos de estas moléculas en diferentes posiciones y se controlaron sus estabilidades. Los autores concluyeron que las hélices simples se desestabilizan más por la metilación de los restos O-2 y O-3 de amilosa que por la metilación en O-6, pero que la metilación de O-6 desestabiliza más las hélices dobles.

En el presente trabajo se analizan simulaciones de amilosas monocatenarias y bicatenarias y oligómeros de celulosa monocatenarios que constan de 9 restos de azúcar, y se estudia la estabilidad de estructuras particulares de estas moléculas en función del tipo de disolvente, fuerza iónica, temperatura y estado de metilación.

2. Métodos

2.1. Simulaciones de dinámica molecular

Las simulaciones de MD se realizaron con el paquete de software GROMOS [13-15] utilizando el conjunto de parámetros de campo de fuerza 53A6 [16], que trata los carbonos alifáticos como átomos unidos. Los parámetros del azúcar han sido optimizados para el campo de fuerza GROMOS por Lins y Hünenberger [17]. Las simulaciones MD realizadas para moléculas que constan de 9 unidades de azúcar se resumen en la Tabla 1. Las coordenadas iniciales de amilosa y celulosa se generaron con el paquete de software INSIGHTII (Accelerys Inc., San Diego, California, EE. UU.). La amilosa se modeló en una doble hélice. Las conformaciones iniciales de soluto de la doble hélice de amilosa fueron las hélices regulares construidas a partir de los datos de Imberty et al. [18]. Este modelo se caracteriza por ángulos de torsión de

. Para investigar más a fondo el papel de los enlaces de hidrógeno en la estabilidad de la hélice, se llevaron a cabo simulaciones con todas las interacciones no enlazadas entre átomos de soluto implicados en enlaces de hidrógeno desactivados (etiqueta: noHB), así como simulaciones con grupos hidroxi implicados en enlaces de hidrógeno metilados (etiqueta: reunió). En las topologías para las simulaciones con enlaces de hidrógeno excluidos, las interacciones de Lennard-Jones entre átomos con enlaces de hidrógeno se han establecido en cero. Para las simulaciones de amilosa monocatenaria, se eliminó una hebra de la estructura de partida de doble hélice. Las simulaciones que involucran oligómeros de celulosa partieron de una conformación extendida con los ángulos

y . Se utilizó el modelo de agua de carga puntual simple (SPC) [19] para describir las moléculas de disolvente. En algunas simulaciones se utilizó DMSO [20] como disolvente (etiqueta: DMSO). En las simulaciones, las moléculas de disolvente se agregaron alrededor del soluto dentro de una caja rectangular para amilosa (de doble hebra) y celulosa con una distancia mínima de 1,4 nm entre los átomos del soluto y las paredes de la caja periódica. En las simulaciones se han utilizado restricciones roto-traduccionales [21]. En algunas de las simulaciones en solución acuosa, los iones (

) fueron incluidos (Tabla 1). La colocación inicial de los iones fue aleatoria. Todos los enlaces y los ángulos de enlace de las moléculas de disolvente se restringieron con una tolerancia geométrica del uso del algoritmo SHAKE [22]. Se realizó la minimización de energía de descenso más pronunciado sin restricciones de todos los sistemas para relajar los contactos soluto-solvente. Las minimizaciones de energía terminaron cuando el cambio de energía por paso se hizo menor a 0.1 kJ

. Para las interacciones no unidas, se utilizó un método de triple rango con radios de corte de 0,8 / 1,4 nm. Se evaluaron las interacciones electrostáticas y de van der Waals de corto alcance en cada paso (de tiempo) en función de una lista de pares de grupos de carga. Van der Waals de rango medio y las interacciones electrostáticas, entre pares a una distancia mayor de 0,8 nm y menor de 1,4 nm, se evaluaron cada quinto paso (tiempo), momento en el que (tiempo) se actualizó la lista de pares. Fuera del radio de corte más largo, se utilizó una aproximación del campo de reacción [23] con una permitividad dieléctrica relativa de 66 [24]. Las velocidades iniciales de los átomos se asignaron a partir de una distribución de Maxwell a 50 K. Para amilosa, cuatro períodos de 50 ps de simulación MD con restricción de posición armónica de los átomos del soluto con constantes de fuerza de

Se realizaron kJ, kJ y 5,0 kJ para equilibrar aún más los sistemas a 50 K, 100 K, 200 K y 278/313 K, respectivamente. Para celulosa, se realizaron cinco períodos de 50 ps de simulación MD con restricción de posición armónica de los átomos del soluto con constantes de fuerza de kJ, kJ, kJ, kJ y 5.0 kJ para equilibrar aún más los sistemas a 50 K, 100 K, 200 K, 278 / 313 K y 278/313 K, respectivamente. Durante el equilibrio, los grados de libertad del disolvente y del soluto se acoplaron débilmente de forma independiente a un baño de temperatura a la temperatura dada con un tiempo de relajación de 0,1 ps [25]. En las simulaciones posteriores, el centro de movimiento de masa de todo el sistema se estableció en cero cada 1000 pasos de tiempo. Los sistemas también se acoplaron débilmente a un baño de presión de 1 átomo con un tiempo de relajación de 0,5 ps y una compresibilidad isotérmica de

. Las coordenadas de la trayectoria y las energías se guardaron cada 0,5 ps para su análisis.

2.2. Análisis

Los análisis se realizaron con los paquetes de software de análisis GROMOS ++ [15] y esra [26]. Se calcularon los radios de giro para observar el nivel de compacidad de las moléculas simuladas. La información estructural sobre las soluciones iónicas se obtuvo a partir de las funciones de distribución radial.

. Para la amilosa, se calcularon los porcentajes de enlaces de hidrógeno inter e intramoleculares usando un criterio de distancia máxima de 0,25 nm entre el átomo de hidrógeno y el átomo aceptor y un criterio de ángulo mínimo para el ángulo donante-hidrógeno-aceptor.

3. Resultados

3.1. Amilosa de doble hebra en disolvente puro

Los radios de giro de la amilosa en diferentes disolventes y estados de metilación se muestran en la Figura 1. La exclusión de interacciones entre átomos que forman enlaces de hidrógeno no influye significativamente en el comportamiento de los radios de giro. Los porcentajes de enlaces de hidrógeno se muestran en la Tabla 2. Si se excluye la interacción del enlace de hidrógeno en la simulación, los enlaces de hidrógeno tal como se analizaron se desvanecen. La simulación en DMSO aumenta el enlace de hidrógeno soluto-soluto y se pueden observar porcentajes más altos. La metilación de la estructura reduce a cero los enlaces de hidrógeno soluto-soluto. Aún así, las estructuras de los casos metilados y no metilados producen radios de giro similares (Figura 1). Sin embargo, sus estructuras son diferentes comparando las estructuras finales (Figura 2). La amilosa con grupos hidroxi mantiene una estructura en forma de hélice (Figuras 2 (a) y 2 (b)), mientras que la estructura metoxilada se deshace (Figuras 2 (a) y 2 (b)).

Enlace de hidrógeno soluto-solutoPorcentaje de enlaces de hidrógeno
En agua En DMSO
Átomo donanteÁtomo aceptor Enlaces H excluidosEstructura metilada Estructura metilada
1 : 1 :

10%) para las simulaciones de amilosa bicatenaria en agua pura y en DMSO y para moléculas metiladas, así como para las moléculas (alquímicas) con interacciones de enlace de hidrógeno excluidas, todas a 313 K. (número de molécula: número de unidad de azúcar: nombre del átomo ).


Radio de giro en función del tiempo para las simulaciones de amilosa bicatenaria en diversas condiciones, como diferentes temperaturas, disolventes, fuerzas iónicas y estados de metilación. Las etiquetas de las simulaciones se definen en la Tabla 1.

(a)
(B)
(C)
(D)
(mi)
(F)
(a)
(B)
(C)
(D)
(mi)
(F)

O (b)) y en DMSO (amy_dou_DMSO (c), amy_met_dou_DMSO (d)), y de amilosa monocatenaria y celulosa en solución de sulfato de calcio (amy_sin_

3.2. Amilosa bicatenaria en solución iónica

La amilosa adopta radios de giro más bajos a 313 K que a 278 K (Figura 1). El análisis de enlaces de hidrógeno (Tabla 3) muestra porcentajes de enlaces de hidrógeno más bajos a una temperatura más alta, pero por otro lado, una coordinación de sulfato con los grupos hidroxilo soluto más favorable que a una temperatura más baja. En la Figura 3 se muestran las funciones de distribución radial para los diferentes pares de átomos. La afinidad del sulfato por el calcio es mayor a mayor temperatura, al menos para la primera capa de solvatación (Figura 3 (a)). Esto sugiere que la coordinación de calcio y sulfato está impulsada por la entropía. Tanto el calcio como el sulfato se coordinan con los grupos hidroxilo del soluto que no están en el lado interno de la hélice (y), sino que el sulfato se coordina en un grado ligeramente mayor que el calcio. La coordinación de los grupos hidroxilo de sulfato a soluto también parece tener contribuciones entrópicas en todas las capas de solvatación. Se observó una mayor coordinación a mayor temperatura. El agua tiene una mayor afinidad por los iones de calcio que por los iones de sulfato.

Enlace de hidrógenoOcurrenciaEnlace de hidrógenoOcurrencia
Átomo donante Átomo aceptor 278 K 313 K Átomo donante Átomo aceptor 278 K 313 K
1 : 1 :

(a)
(B)
(C)
(D)
(mi)
(F)
(gramo)
(h)
(I)
(a)
(B)
(C)
(D)
(mi)
(F)
(gramo)
(h)
(I) Funciones de distribución radial para diferentes pares de átomos de la simulación de amilosa bicatenaria en solución de sulfato de calcio a las dos temperaturas 278 K (línea negra) y 313 K (línea roja). Calcio con sulfato (A), calcio con oxígeno de agua (B), calcio con oxígeno de amilosa

(C), calcio con oxígeno amilosa

(D), calcio con oxígeno amilosa

(E), sulfato con oxígeno de agua (F), sulfato con oxígeno de amilosa

(G), sulfato con amilosa oxigenada

(H), sulfato con amilosa oxigenada

3.3. Amilosa y celulosa monocatenarias en solución iónica

La Figura 4 muestra los radios de giro para las simulaciones de amilosa y celulosa monocatenarias. Los radios de giro de la celulosa muestran valores más altos que los de la amilosa monocatenaria. Según esa observación, la celulosa permanece muy alargada durante la simulación, mientras que la amilosa monocatenaria forma estructuras compactas, que sin embargo muestran fluctuaciones considerables. Esto se refleja en las estructuras finales de las dos moléculas (Figuras 2 (e) y 2 (f)). Ninguna molécula cambia significativamente su comportamiento cuando cambia la temperatura. Las funciones de distribución radial de las dos moléculas se representan en las Figuras 5 y 6. Comparando la coordinación del calcio con el sulfato, se puede observar un comportamiento similar en ambas simulaciones, de la amilosa y la celulosa. Ambas gráficas muestran una mayor afinidad por el sulfato de calcio a mayor temperatura. Al comparar la coordinación de los iones de calcio y sulfato con los grupos hidroxilo de soluto, los dos azúcares muestran una dependencia de la temperatura bastante diferente: las formas de las curvas en las Figuras 5 y 6 son similares, pero en el caso de la amilosa, la cordinación iónica se favorece a temperaturas más altas. , mientras que en el caso de la celulosa, a menor temperatura.


Radios de giro para las soluciones iónicas de amilosa monocatenaria y celulosa a las temperaturas de 278 K y 313 K. Negro: amy_sin_

O_caso en 278 K. Red: amy_sin_

O_caso en 313 K. Green: cel_sin_

O_caso en 278 K. Blue: cel_sin_


(a)
(B)
(C)
(D)
(mi)
(F)
(gramo)
(h)
(I)
(a)
(B)
(C)
(D)
(mi)
(F)
(gramo)
(h)
(I) Funciones de distribución radial para diferentes pares de átomos de la simulación de amilosa monocatenaria en solución de sulfato de calcio a las dos temperaturas 278 K (línea negra) y 313 K (línea roja). Calcio con sulfato (a), calcio con oxígeno de agua (b), calcio con oxígeno de amilosa

(c), calcio con amilosa oxigenada

(d), calcio con amilosa oxigenada

(e), sulfato con oxígeno de agua (f), sulfato con oxígeno de amilosa

(g), sulfato con amilosa oxigenada

(h), sulfato con amilosa oxigenada


(a)
(B)
(C)
(D)
(mi)
(F)
(gramo)
(h)
(I)
(a)
(B)
(C)
(D)
(mi)
(F)
(gramo)
(h)
(I) Funciones de distribución radial para diferentes pares de átomos de la simulación de celulosa en solución de sulfato de calcio a las dos temperaturas 278 K (línea negra) y 313 K (línea roja). Calcio con sulfato (a), calcio con oxígeno de agua (b), calcio con oxígeno de celulosa

(c), calcio con oxígeno de celulosa

(d), calcio con oxígeno de celulosa

(e), sulfato con oxígeno de agua (f), sulfato con oxígeno de celulosa

(g), sulfato con oxígeno de celulosa

(h), sulfato con oxígeno de celulosa

4. Discusión

En este trabajo, las amilosas monocatenarias y bicatenarias y la celulosa monocatenaria han sido simuladas bajo diversas condiciones con respecto a la composición del disolvente, la fuerza iónica y la temperatura. Con el fin de observar el papel de los enlaces de hidrógeno en la formación de hélice y la formación de estructuras compactas de amilosa bicatenaria, se han utilizado diferentes enfoques para romper la red de enlaces de hidrógeno formada por las dos cadenas de amilosa. Primero, las interacciones entre los átomos donantes y aceptores se han desactivado en otro enfoque, todos los grupos hidroxi implicados en los enlaces de hidrógeno se han metilado.

De este estudio se puede concluir que los enlaces de hidrógeno son importantes para la estabilidad de la doble hélice de amilosa. La introducción de grupos metoxi en lugar de grupos hidroxi dificulta la formación de una hélice. Cambiar el disolvente de agua a DMSO aumenta la estabilidad de los enlaces de hidrógeno entre cadenas, lo que puede explicarse por la falta de competencia entre los enlaces de hidrógeno con las moléculas de agua y los grupos hidroxi de la amilosa. A temperaturas más altas, la amilosa bicatenaria en solución de sulfato de calcio muestra menos enlaces de hidrógeno entre cadenas y forma estructuras más compactas. Otra observación realizada en este trabajo es que la coordinación del calcio con el sulfato está impulsada por la entropía, y se encontró una mayor coordinación a temperaturas más altas. También la coordinación de iones con los grupos hidroxilo soluto muestra tal comportamiento.

La amilosa y la celulosa monocatenarias son moléculas similares que difieren en la naturaleza de sus enlaces glicosídicos de unión. Se encontró que la celulosa permanece en una conformación alargada, mientras que la amilosa monocatenaria forma estructuras más compactas. Otra notable diferencia entre las dos moléculas es la sensibilidad de la coordinación de iones a los grupos hidroxilo del soluto a la temperatura. La coordinación de los iones de calcio y sulfato con los grupos hidroxilo de soluto parece estar impulsada por la entropía en el caso de la amilosa, mientras que en el caso de la celulosa está dominada por la entalpía. Esto sugiere que las consideraciones de entropía no pueden pasarse por alto al explicar las diferencias estructurales entre amilosas y celulosas.

Expresiones de gratitud

El apoyo financiero se obtuvo del Centro Nacional de Competencia en Investigación (NCCR) en Biología Estructural y de la Beca no. 200021-109227 de la Swiss National Science Foundation, que se reconoce con gratitud. Los autores agradecen a Cristina Pereira y Philippe Hünenberger por sus fructíferas e inspiradoras discusiones.

Referencias

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Derechos de autor

Copyright © 2009 Moritz Winger et al. This is an open access article distributed under the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.


How many units of glucose are in amylose?

Amylose consists of a linear, helical chains of roughly 500 to 20,000 alpha-D-glucose monomers linked together through alpha (1-4) glycosidic bonds. Amylopectin molecules are huge, branched polymers of glucosa, each containing between one and two million residues.

Also, does amylose have glucose? Amylose is a polysaccharide made of &alpha-D-glucosa units, bonded to each other through &alpha(1&rarr4) glycosidic bonds. Because of its tightly packed helical structure, amylose is more resistant to digestion than other starch molecules and es therefore an important form of resistant starch.

Consequently, what is the repeating unit of amylose?

los Repeat Unit of Amylose It consists of multiple "strands" of amylose "cross-linked" by a-1,6 linkages. Approximately every 20th-25th D-glucose unidad de uno amylose chain is "cross-linked" to another amylose chain. Figure 6 gives a partial structure for amylopectin.


Difference Between Amylose and Amylopectin

Starch is a carbohydrate which is categorized as a polysaccharide. When ten or higher numbers of monosaccharides are joined by glycosidic bonds, they are known as polysaccharides. Polysaccharides are polymers and, therefore, have a larger molecular weight, typically more than 10000. Monosaccharide is the monomer of this polymer. There can be polysaccharides made out of a single monosaccharide and these are known as homopolysaccharides. These can be also classified based on the type of monosaccharide. For example, if the monosaccharide is glucose, then the monomeric unit is called a glucan. Starch is a glucan like that. Depending on the way the glucose molecules attach to each other, there are branched and unbranched parts in starch. Broadly starch is said to be made of amylose and amylopectin which are larger chains of glucose.

This is a part of starch, and it is a polysaccharide. D-glucose molecules are linked to each other in order to form a linear structure called amylose. Large amounts of glucose molecules can participate in forming an amylose molecule. This number can be ranging from 300 to several thousand. When the D-glucose molecules are in cyclic form, number 1 carbon atom can form a glycosidic bond with the 4 th carbon atom of another glucose molecule. This is called a α-1,4-glycosidic bond. Because of this linkage amylose has obtained a linear structure. There can be three forms of amylose. One is a disordered amorphous form, and there are two other helical forms. One amylose chain can bind with another amylose chain or with another hydrophobic molecule like amylopectin, fatty acid, aromatic compound, etc. When only amylose is in a structure, it is tightly packed because they don’t have branches. So the rigidity of the structure is high.

Amylose makes 20-30% of the structure of starch. Amylose is insoluble in water. Amylose is also the reason for the insolubility of starch. It also reduces the crystallinity of amylopectin. In plants, amylose is functioning as an energy storage. When amylose is degraded into smaller carbohydrate forms as maltose, they can be used as a source of energy. When performing the iodine test for starch, the iodine molecules are fit into the helical structure of amylose, hence give the dark purple/blue color.

Amylopectin

Amylopectin is a highly branched polysaccharide which is also a part of starch. 70-80% of the starch consists of amylopectin. As in amylose, there are some glucose molecules linked with α-1,4-glycosidic bonds forming a linear structure of amylopectin. However, at some points α-1,6-glycosidic bonds are also formed. These points are known as branching points. Branching is taking place every 24 to 30 glucose units. 2,000 to 200,000 glucose units are participating in the formation of a single amylopectin molecule. Because of this, branching rigidity of amylopectin is lower, and it is soluble in water. Amylopectin can be easily degraded using enzymes. This is a plant energy storage molecule and also a source of energy.

What is the difference between Amylose and Amylopectin?

• Amylopectin is a branched polysaccharide and amylose is a linear polysaccharide.

• Only α-1,4-glycosidic bonds are participating in forming the amylose, but both α-1,4-glycosidic bonds and α-1,6-glycosidic bonds are there in amylopectin.

• Amylose is rigid than amylopectin.

• Amylose is less readily digested than amylopectin.

• Amylopectin is soluble in water whereas amylose is not.

• In starch, 20-30% of the structure is made out of amylose, whereas 70-80% is made from amylopectin.


Difference Between Amylose and Amylopectin

The Amylose and the Amylopectin are both components of starch. Â The Amylose is a polysaccharide that is made up of D-glucose units and composes around 20 to 30 percent of the total structure of starch. Â The Amylopectin composes the remaining percentage and is also a polysaccharide. Â One major difference between the two is that the amylose components are insoluble in water while those of the amylopectin are. Â This means that the amylose content is not able to dissolve easily in water unlike its counterpart, which makes it harder to be absorbed by the body and the internal systems. Â When it comes to their structure and linkages, the amylose is not connected by any branching and only has these Alpha 1 and 4 bonds. Â Amylopectin, on the other hand, is connected by branching and also uses the same Alpha 1 and 4 bonds.

The linking of the Amylose is often taken in three forms.  For one thing, it can appear in this disordered amorphous conformation, or it can be in two very distinct helical forms.  The component also has this linear structure that offers a rotation around the phi and psi angles, which will bind the glucose ring on one part of the structure.  The Amylopectin, meanwhile, has this non-random branching that is determined by enzymes with around 30 glucose residues.  The starch component of the Amylopectin also has more so-called �outer� un-branched chains that are called the A-Chains while the inner chains are referred to as the B-Chains.

The function of the amylose is to provide energy for plants. Â This is because they are easy digested compared to amolypectin. Â Consequently, because of its linear structure and composition, it takes up less space when compared to the amolypectin component. Â In the creation of food products, it is used more often as an emulsion stabilizer and as a way to thicken agents in industrial and food-based industries. Â However, if you want to remove the presence of too much water on food, the amolypectin works better as it gets to absorb water better. Â In this setting, you can often see its effect when the sauce or liquid food substance is cooked and cools down. Â Often, if amylose is used, you can see the water separate itself from the solid food products.

If you are using the starch components for experimentation and testing, the amylose works in fitting inside the helical structures’ iodine that will absorb certain wavelengths of light. Â This makes the component to act as a marker. Â Amylopectin, on the other hand, is less used in the laboratory setting because of its easy breakdown into smaller components.

Resumen
1. Amylose is an un-branched structural component of starch while amylopectin is a branched component.
2. Amylose is more used in cooking because of its easy separation from water while amylopectin tends to absorb water more.
3. Amylose is an insoluble component of starch while amylopectin is the soluble component.
4. Amylose is a great storage system for energy while amylopectin only stores a small amount of energy.


Why are proteins water soluble and why do they become not water soluble after denaturation?

The solubility of a protein in water depends on the 3D shape of it. Usually globular proteins are soluble, while fibrous ones are not. Denaturation changes the 3D structure so the protein is not globular any more.

This has to do with the properties of the amino acids in the protein.

Explicación:

Proteins are buid up out of amino acids. All amino acids have a similar backbone structure, but differ in their side chains. These side chains have different properties, some are hydrophobic (not water soluble) whereas others are hydrophylic (water soluble).

To form a functional protein, the amino acid chain is folded in a way that the hydrophobic parts end up on the inside and the hydrophylic parts on the outside. This way a stable, water soluble protein is formed.

Denaturation changes the 3D shape of proteins and (parts) will unfold. This way some hydrophobic side chains, usually burried inside the protein, are exposed. The protein is then not soluble anymore.


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