арабиноксилан

Арабиноксилан — это форма гемицеллюлозы [ ^1] ксилана, обнаруженная как в первичных, так и во вторичных клеточных стенках растений, которая помимо ксилозы содержит значительные количества другого пентозного сахара — арабинозы . ^[2] Термин арабиноксилан обычно относится к ферулоил-арабиноксилану из трав и других коммелинидов , содержащих фрагменты фенольной феруловой кислоты , которые могут подвергаться окислительному связыванию (так же, как звенья лигнина ), образуя поперечные связи между цепями арабиноксилана и с лигнином. Хотя арабиноза была обнаружена связанной с ксиланом в растениях, не являющихся коммелинидами, о феруловой кислоте в них не сообщалось, и в отличие от ферулоил-арабиноксилана эти арабиноксиланы не являются монофилетическими . Остальная часть этой статьи относится к ферулоил-арабиноксилану из клеточных стенок трав и других видов коммелинид .

Состав

Как и во всех ксиланах, основная цепь арабиноксилана состоит из большого количества 1,4-связанных β-D-ксилопиранозильных единиц. В арабиноксилане многие из этих звеньев ксилозы связаны 3-мя связями с одиночными α-L-арабинофуранозильными звеньями, а некоторые из этих арабиноз, в свою очередь, имеют остатки феруловой кислоты, связанные сложноэфирной связью. ^{[2] [3]} Эти ферулоильные звенья могут подвергаться радикальному окислительному сочетанию с образованием дегидродимеров феруловой кислоты и, возможно, высших олигомеров, которые ковалентно сшивают цепи арабиноксилана. Этот способ сшивки является ключевой особенностью как первичных, так и вторичных клеточных стенок трав и других видов коммелинид .

Из-за его важности в продуктах питания структура арабиноксилана из зерна пшеницы и других злаков интенсивно изучалась. В частности, арабиноксилан из эндосперма пшеницы, дающего начало белой муке, имеет более простую структуру, чем арабиноксилан из большинства тканей. Помимо описанных выше структурных особенностей, он содержит ксилозные звенья, дизамещенные 2- и 3-связанными остатками арабинозы . ^[4] Из-за низкой степени сшивания клеточной стенки часть арабиноксилана эндосперма экстрагируется водой, образуя растворимые пищевые волокна.

Арабиноксиланы из тканей, отличных от эндосперма, структурно более сложны. Основная цепь ксилана часто сильно замещена остатками глюкуроновой кислоты и другими сахарами, и эти арабиноксилановые полимеры иногда называют глюкуронарабиноксиланами или гетероксиланами. ^[2] Остатки сахара как основной, так и боковой цепи могут быть ацетилированы. Остатки арабинозила могут быть ацилированы фенольными соединениями, отличными от феруловой кислоты, в частности п-кумаровой кислотой , а также синапиновой кислотой и другими. Эти ацилированные арабинозильные остатки часто дополнительно замещены 2-связанными сахарами. В лигнифицированных клеточных стенках имеются убедительные доказательства того, что остатки ферулоила на арабиноксилане могут сшиваться с полимером лигнина, увеличивая сопротивляемость пищеварению.

Функции

Арабиноксиланы играют главным образом структурную роль в растительных клетках . ^[5] Они также являются резервуарами большого количества феруловой кислоты и других фенольных кислот , которые ковалентно связаны с ними. Фенольные кислоты также могут участвовать в защите, включая защиту от грибковых патогенов .

Арабиноксиланы являются одним из основных компонентов растворимых и нерастворимых пищевых волокон , которые, как показано, оказывают различную пользу для здоровья. ^[6] Кроме того, показано, что арабиноксиланы благодаря связанным с ними фенольным кислотам обладают антиоксидантной активностью. ^[7] Их ионообменная способность и вязкость также частично ответственны за их полезные метаболические эффекты. ^[8]

Рекомендации

1. «Гемицеллюлозные полисахариды». uga.edu . Университет Джорджии. Архивировано из оригинала 16 апреля 2021 года . Проверено 1 апреля 2020 г.
2. Шеллер, Х.В., и Ульвсков, П. (2010). Гемицеллюлозы. Ежегодный обзор биологии растений, 61 , 263–289. doi:10.1146/annurev-arplant-042809-112315
3. Маркотули, Илария; Се, Ив С.-Ю.; Ланштайн, Йелле; Да, Куок; Бертон, Рэйчел Анита; Бланко, Антонио; Финчер, Джеффри Брюс; Гадалета, Агата (13 апреля 2016 г.). «Структурные изменения и содержание арабиноксиланов в эндосперме и отрубях твердой пшеницы ( Triticum turgidum L.)». Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии . 64 (14): 2883–2892. doi : 10.1021/acs.jafc.6b00103. hdl : 11586/173594 . ISSN  0021-8561 . Проверено 5 февраля 2023 г.
4. Дервильи-Пинель, Г; и другие. (2004). «Исследование распределения остатков арабинозы на ксилановом остове водорастворимых арабиноксиланов из пшеничной муки». Углеводные полимеры . 55 (2): 171–177. doi :10.1016/j.carbpol.2003.09.004.
5. Вакабаяши К. и др. (2005). Физиология Плантарум. 125: 127–134
6. Изидорчик, М.С.; Декстер, Дж. Э. (2008). «Бета-глюканы ячменя и арабиноксиланы: молекулярная структура, физико-химические свойства и использование в пищевых продуктах – обзор». Международное исследование пищевых продуктов . 41 (9): 850–868. doi :10.1016/j.foodres.2008.04.001.
7. Рао, РС; Мураликришна, Г (2006). «Водорастворимые ферулоил-арабиноксиланы из риса и раги: изменения при солодовании и их влияние на антиоксидантную активность». Фитохимия . 67 (1): 91–9. doi :10.1016/j.phytochem.2005.09.036. ПМИД  16289622.
8. Гийон, Ф; Чемп, М. (2000). «Структурные и физические свойства пищевых волокон и влияние обработки на физиологию человека». Международное исследование пищевых продуктов . 33 (3–4): 233–245. дои : 10.1016/s0963-9969(00)00038-7.